Automatisering av inkoppling av kopplingsplintar kräver avancerade kontaktdon

Investeringar i automatisering, elektrifiering och digitalisering är beroende av tillförlitlig elförsörjning. Komplikationerna med manuell inkoppling av apparatskåp och den mänskliga faktorn kan dock leda till mycket ineffektiva och tidskrävande processer. Att automatisera, eller åtminstone förenkla, kabelanslutningar är avgörande för att öka tillförlitligheten och lönsamheten hos apparatskåpstillverkare.

Apparatskåpstillverkare och produktkonstruktörer måste ta hänsyn till komplexiteten i elektriska sammankopplingar och tillhörande tillverkningsprocesser, tillsammans med det långsiktiga beteendet hos elektriska kontakter och tillförlitlighetskrav. I apparatskåpet finns de kopplingsplintar som ansluter och styr ledningarna i ett elsystem. De är nödvändiga för att organisera och testa kablar och komponenter, och använder ofta DIN-skenor enligt branschstandard.

Apparatskåp är avgörande i olika tillämpningar inom industriella och kommersiella byggnader. De måste kunna hantera varierande effektbehov och isolera värmealstrande komponenter samt komponenter som utsätts för buller eller vibrationer. Vissa skåp kan innehålla programmerbara logiska styrenheter och givare, och datakommunikationsledningar blandas ofta med elektriska ledningar.

Produktutvecklare måste pressa in fler komponenter - från signalanordningar till strömförsörjning - i skåp med strikta utrymmesbegränsningar som ofta måste klara tuffa miljöförhållanden. Installationsarbetet vid tillverkning av apparatskåp måste utföras allt snabbare och helst automatiseras för att öka produktiviteten och lönsamheten, men kopplingsplintarna måste vara permanent tillförlitliga, säkra och lätta att underhålla.

För att tillgodose framtida behov måste skåpen kunna uppgraderas på plats och anpassas till nya kablar och ny teknik. Effektiv och enkel kabeldragning är en viktig ingrediens för att öka effektiviteten i skåpskonstruktion, montering, installation och, slutligen, robotmontering.

Förbättring av kopplingsplintar

Kabeldragningen måste vara tillförlitlig, säker och lätt att underhålla, men kabeldragningen i ett skåp kan vara komplicerad och tidskrävande. En studie från Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) uppskattade att ett genomsnittligt apparatskåp innehåller 500 kablar, vilket kräver i genomsnitt 54 timmar för inkoppling, varav 56 % går åt till kapning, montering av kontakter och krimpning.

Kopplingsplintar förenklar kabelförläggningen och gör det lättare att organisera och omorganisera moduler i skåpet. Men många tillverkare och kunder förlitar sig fortfarande främst på fysiskt arbete för att slutföra anslutningen av kopplingsplintarna med en av tre typer av anslutningar för att fästa trådledare:

• Skruvanslutningar, som antingen har klämbygel eller skruvanslutning. Dessa är särskilt lämpade för anslutning av ledare med stor diameter.De är beprövade och tillförlitliga, men kan behöva dras åt med jämna mellanrum. För hård åtdragning är en potentiell risk som kan skada ledarna.
• Fjäderanslutningar, där avskalade solida ledare enkelt förs in i en självlåsande, fjädrande klämpunkt. De kräver dock att ett verktyg sätts in för att öppna klämpunkten.
• Insticksanslutningar, som är en förbättring av de fjädrande klämanslutningarna, och ger större bekvämlighet och kontaktsäkerhet. Montörer och installatörer kan ta en avskalad, fintrådig ledare med en krimphylsa eller en solid ledare och bara föra in den i klämpunkten upp till stoppet utan att något verktyg behövs. Förutom den frekventa användningen av hylsor krävs det fortfarande ett verktyg för att öppna klämman och demontera ledarna.

Anslutningsmöjligheter med SNAP IN

Weidmüller erbjuder ett annat alternativ, som går längre än insticksanslutningar. Företagets kopplingsplintar Klippon Connect SNAP IN ger enklare, snabbare, säkrare och effektivare elektriska anslutningar. Tekniken kan minska anslutningstiderna för kopplingsplintar med upp till 50 % och till och med stödja helautomatiska kabelförläggningsmetoder.

Även flexibla ledare kan anslutas utan hylsor eller verktyg. Plintar för genomföring och skyddsjord i Serien SNAP IN S har en förbelastad fjäder, och avskalade ledningar kan snabbt och säkert föras in i klämpunkten utan ytterligare förberedelser. Kontakt med klämpunkten signaleras med ett tydligt "klick"-ljud, och en grön tryckknapp höjs för att ge visuell bekräftelse. Tillförlitlig kontakt med ledaren garanterar att kabelanslutningen är skyddad mot vibrationer, samt att den är gastät och stabil.

Med kopplingsplintarna SNAP IN kan ledarna snabbt lossas genom att trycka på tryckknappen, som även förbelastar klämpunkten för efterföljande montering. Tillverkare kan påskynda kabelförläggningen med minskad förberedelse av kabeln och skapa en effektivare installationsprocess.

Spaken för ansluten ledare på kopplingsplintarna SNAP IN är redan öppen, så att den avskalade kontakten kan föras in, varefter den patenterade klämmekanismen stängs automatiskt. Det ger en säker, självlåsande, permanent anslutning med hög kontaktkraft från ledaren till samlingsskenan.

I de fall där en avskalad ledarände behöver skyddas kan tillverkare och installatörer använda ultraljudssvetsning eller krimphylsor. Standardiserade testpunkter möjliggör automatiserade test- och kontrollprocesser.

Korrekt monterade SNAP IN-anslutningar är långsiktigt stabila och lämpliga för områden som utsätts för vibrationer och stötar, enligt IEC 61373/10.2011. Efterföljande kontroll eller justering är inte nödvändig. Dessutom är SNAP IN-anslutningarna problemfria, även vid extrema temperaturer från -40 °C till ca +120 °C.

SNAP IN-plintarna är "robotklara", med en optimerad design som gör att de kan anslutas direkt av robotsystem. Automatiserad anslutning av kopplingsplintar kan förhindra tillverkningsfel, påskynda arbetsflöden och minska kostnaderna.

Kopplingsplintarna i SNAP IN S-serien har optimerats för automatiserad lasermärkning för att ytterligare minska tillverkningstiden.

Alternativ för SNAP IN S-serien

Genomföringsplintar är lämpliga för sammanfogning och/eller anslutning av en eller flera ledare. De kan ha en eller flera anslutningsnivåer som har samma potential eller är isolerade mot varandra.

Weidmüllers genomföringsplintar i SNAP IN S-serien finns i enplansutförande med 2, 3 eller 4 anslutningar. Figur 1 visar 2674530000 med två anslutningar och 2753960000 med fyra anslutningar. 2753950000 med tre anslutningar finns också. Respektive plint har plats för ledare med en kabeldiameter på upp till 2,5 mm ² och det amerikanska standardintervallet för trådtjocklek (AWG) 14-20.

Figur 1: Till vänster, genomföringsplinten 2674530000 med ett plan och två anslutningar och till höger 2753960000 med ett plan och fyra anslutningar. (Källa: Weidmüller)

Weidmüller erbjuder även staplade kontaktdon i flera nivåer som kan rymma flera ledare i trånga utrymmen, inklusive 2902380000 med fyra anslutningar (figur 2).

Figur 2: Genomföringsplinten 2902380000 med två plan och fyra anslutningar. (Källa: Weidmüller)

Kopplingsplintar för skyddsjord/jord är en typ av genomföringsplint som ger en tillförlitlig jordanslutning för monteringspunkter. De har en eller flera kontaktpunkter för anslutning till och/eller förgrening av ledare för skyddsjord.

Versionerna för skyddsjord i Weidmüllers SNAP IN S-serie omfattar 2674560000 med ett plan och 2 anslutningar samt 2902460000 med flera plan och 4 anslutningar (figur 3).

Figur 3: Genomföringsplinten 2902460000 för skyddsjord med två plan och fyra anslutningar. (Källa: Weidmüller)

För inkoppling av kopplingsplintar krävs även en gavelplatta, som exempelvis 2751080000 från Weidmüller. Den monteras på den öppna sidan av den sista modulära plinten före ändfästet för att säkerställa den modulära plintens funktion och angiven märkspänning, samt för att skydda mot kontakt med spänningsförande delar.

Sammanfattning

Effektiv och enkel kabelförläggning är nyckeln till att möta efterfrågan på elektriska apparatskåp när elektrifierings- och automatiseringstakten ökar. Den självaktiverande anslutningsmekanismen i Weidmüllers SNAP IN-teknik ger möjligheter till ökad produktivitet med kopplingsplintar som är enklare att montera och underhålla, som lättare kan konfigureras om och som är optimalt utformade för att stödja robotassisterad montering.