W pełni automatyczne okablowywanie szaf sterowniczych wydaje się zadaniem dość trudnym, jednak robot okablowujący firmy Rittal pokazuje, że sprawy idą w dobrym kierunku. Niewątpliwie do rozwoju automatyzacji przyczynia się ogólnie rozumiany stan techniki, transformacja cyfrowa, a także obowiązujące trendy. Problemem mogą być niedobory wykwalifikowanej kadry.

Automatyzacja produkcji paneli i rozdzielni

W produkcji paneli i rozdzielni niektóre procesy są już zautomatyzowane lub wspierane cyfrowo. Przykładem może być obróbka płyt montażowych lub obróbka kabli na podstawie danych cyfrowych z Eplan. W innych obszarach prace nad integracją cyfrowego wsparcia z ręcznymi procesami roboczymi dopiero się rozpoczynają. Jednym z przykładów jest Eplan Smart Wiring – oprogramowanie będące wirtualnym asystentem do ręcznego okablowania podczas montażu szaf sterowniczych.

Eplan Smart Wiring

Wszystkie niezbędne informacje dotyczące okablowania zapewnia odpowiednie oprogramowanie. Są to dane cyfrowe, a także modele 3D. Upraszczając – Eplan Smart Wiring prowadzi pracowników krok po kroku przez procedurę ręcznego okablowania szaf sterowniczych. Co więcej, Rittal Wire Handling System (WHS) „wystrzeliwuje” przewody, które zostały zamontowane na żądanie przez Rittal Wire Terminal bezpośrednio do stacji roboczych. Jest to realizowane za pomocą ciśnienia powietrza i systemu rur. Dzięki temu nawet pracownicy nieposiadający odpowiednich umiejętności specjalistycznych mogą wydajnie i bezbłędnie okablować szafę sterowniczą.

Efektywne wykorzystanie zautomatyzowanego zarządzania przewodami można zastosować do wspomnianych rozwiązań tylko wtedy, gdy w cyfrowym modelu obudowy są zdefiniowane: kolor, przekrój, końce, długość i przebieg przewodu.

Przewody, które „żyją własnym życiem”

Robot okablowujący wybiega o krok dalej. Automatycznie podłącza listwy zaciskowe i komponenty na szynach montażowych, z jednostronnym lub dwustronnym okablowaniem, wraz z testem odłączania przewodów.

Jak wyjaśnia Jochen Trautmann, dyrektor zarządzający Rittal Automation Systems: – Jak dla mnie, po prostu nie ma alternatywy dla automatyzacji w budowie paneli! Wymagania dotyczące systemów sterowania stale rosną, a mimo to coraz trudniej jest znaleźć wykwalifikowanych pracowników. Wiele firm nie jest w stanie zatrudnić nawet częściowo wykwalifikowanych pracowników.

Trautmann podkreśla wyzwania techniczne związane z opracowaniem tego rodzaju robota.

– Po pierwsze, bardzo trudno jest precyzyjnie ustawić drut za pomocą chwytaka robota. Przewody są elastyczne, więc odizolowany koniec nigdy nie znajduje się z przodu. Co więcej, gdy część drutu znajdująca się za chwytakiem porusza się, zmienia się również położenie końcówki drutu. Wreszcie, po ustawieniu pierwszego końca drutu, proces chwytania drugiego końca i skręcania końcówki jest mechanicznie trudny.

Test odłączenia przewodu w pakiecie

Gdy już pogodzimy się z faktem, że przewód wydaje się żyć własnym życiem, to zauważmy z łatwością, że robot tego rodzaju przynosi znaczne korzyści. Przede wszystkim bezpośrednio po każdym kontakcie robot przeprowadza test odłączania przewodu – innymi słowy, ciągnie za nowo włożony przewód z określoną siłą i mierzy jego opór. Jeśli przewód poluzuje się lub wysunie z zacisku – lub jeśli w ogóle nie został włożony do styku – zostanie to wykryte i można to poprawić. Nie ma zatem wątpliwości, że każdy przewód znajdzie się we właściwym miejscu i mieć będzie właściwy styk, więc nie ma potrzeby przeprowadzania dalszych kontroli podczas fazy testowania.

Prawidłowe dane są kluczem

Jakość danych jest jeszcze większym wyzwaniem. Robotowi należy bowiem przekazać nie tylko położenie każdego punktu styku w trzech wymiarach, ale także orientację i głębokość zacisku stykowego, do którego należy włożyć przewód, a także położenie panelu. Mimo że wielu producentów dostarcza modele 3D swoich komponentów, nie są one przy tym wystarczająco szczegółowe dla robota.

– Potrzebujemy bardzo precyzyjnych danych dla każdego terminala – wyjaśnia Trautmann – Możemy użyć kamery, aby określić położenie komponentu na szynie, a następnie odpowiednio dostosować współrzędne punktu styku. Jednak geometria i współrzędne punktów styku muszą być uwzględnione w modelach dostarczonych przez producenta komponentów – kontynuuje.

Celem jest automatyczne generowanie programów sterowania ścieżką robotów bezpośrednio z modelu 3D z Eplan.

Teraz naprawdę jesteśmy połączeni

W zależności od wariantu, kompaktowa, w pełni zautomatyzowana maszyna do obróbki przewodów Wire Terminal WT C firmy Rittal może produkować do 36 różnych przewodów o przekrojach od 0,5 mm² do 6 mm² w pełni automatycznie, bez konieczności ręcznej interwencji. Przewody te mogą być następnie przesyłane do odpowiednich stacji roboczych z wykorzystaniem ciśnienia powietrza i systemu rur – a w przyszłości możliwe będzie także przesyłanie ich bezpośrednio do robota okablowującego. W efekcie, dzięki Wire Terminal WT C obróbka przewodów jest nawet dziesięciokrotnie szybsza.

Dzielenie się spostrzeżeniami z klientami

Trautmann wyjaśnia obecny stan rozwoju: – Jest jeszcze sporo do zrobienia, zanim będzie można rozpocząć produkcję robota. Musimy nadal dzielić się naszymi spostrzeżeniami z klientami, dowiedzieć się więcej o przewodach, kontynuować optymalizację systemu i pracować nad jakością danych we współpracy z producentami komponentów. Naszym głównym celem jest zwiększenie niezawodności procesu do punktu, w którym prawie nie występują błędy.

O firmie Rittal

Rittal jest dostawcą systemów szaf sterowniczych, automatyzacji oraz infrastruktury w sektorach przemysłowych, IT, energetycznych, chłodniczych i serwisowych. Produkty i rozwiązania Rittal znajdują zastosowanie w ponad 90% branż na całym świecie – standardowe, dostosowane do potrzeb klienta i zawsze najwyższej jakości.

Źródło informacji i zdjęć: PAP, Rittal