Innovative Verdrahtungsmethoden für den Schaltschrank der Zukunft

Mit dem Prototypen einer neuen Generation von PUSH IN-Reihenklemmen hat Weidmüller zur Hannover Messe 2009 bereits eine Idee zur automatischen Tragschienenbestückung präsentiert. Ein vollautomatisierter Bestückungsroboter übernahm das Auswählen, Identifizieren und Aufrasten von Komponenten auf einer DIN-Tragschiene, wobei er seine Positionierungsinformationen aus der Weidmüller-Software RailDesigner® – einer direkten Schnittstelle zum übergeordneten CAE-System – erhielt. Jetzt geht Weidmüller den nächsten konsequenten Schritt und beleuchtet das Thema Verdrahtung.

Neue Schaltschrankarchitektur

„Schaltschränke enthalten heute Komponenten mit unterschiedlichsten Designs, Anschlussarten und Anschlussrichtungen. Ein Roboter kann zwar in die Höhe und in die Breite fahren. Mit einem Roboterarm wirksam in die Schaltschranktiefe zu gehen, ist jedoch sehr schwierig. Durch die Ausschnitte in der Montageplatte sind die Anschlüsse, die sich hinten an den Komponenten befinden, problemlos zugänglich, da die Tiefendimension entfällt. Der Roboter muss sich lediglich an einem x-y-Koordinatensystem orientieren.

Mit einem Roboter wie mit einer menschlichen Hand in die Schaltschranktiefe (z-Achse) zu gehen, ist kaum realisierbar.

Gemeinsam mit dem Schweizer Schaltschrankbauer und Automatisierungsspezialisten Althaus hat Weidmüller folgende Idee entwickelt:

Integration des Steuerstromkreises und der gesamten Verdrahtung bis zu einem Querschnitt von ca. 4 mm² in eine Montageplatte an der Schaltschrank-Rückseite:

• Anpassung der Schaltschrankarchitektur, indem der DIN-Schienenrahmen und die Aufrastung der Steuer- und Schaltgeräte auf den Tragschienen entfallen
• Vorfertigung von Ausschnitten in der rückseitigen Montageplatte per CNC-Bearbeitung
• Integration nahezu aller elektrischen Steuer-, Schalt- und Verbindungselemente direkt in die per diese Ausschnitte

Vollautomatische Verdrahtung durch einen Roboter

Zur Realisierung eines solchen Konzepts müssen die zu montierenden Schaltschrankkomponenten ein angepasstes Design erhalten.

„Als eine Grundlage für den Schaltschrank der Zukunft sehen wir die PUSH IN-Anschlusstechnik, da sie für intuitives und schnelles Anschließen, hohe Sicherheit und flexible Anwendungsmöglichkeiten steht“, erklärt René Meier. „Komponenten mit PUSH IN-Kontakten in konstanter und eindeutiger Position können nicht nur die manuelle oder halbautomatisierte Verdrahtung wesentlich vereinfachen. Sie würden sogar eine vollautomatische Verdrahtung durch einen Roboter ermöglichen.“

Neue Entwicklungen in diesen Bereichen können nur begrenzt zu Verbesserungen führen, solange es keine durchgängige Normierung gibt“, so René Meier, Geschäftsführer Weidmüller Schweiz. „Für eine dauerhafte Effizienzsteigerung im Schaltschrankbau bedarf es einer komplett neuen und einheitlichen Struktur. Durch die ausnahmslose Standardisierung von Komponenten und Anschlussarten können wir deutlich mehr Effizienz erzielen. Das wiederum bedeutet Zeit- und Kosteneinsparungen für den Anwender.“