Interview: De kabel met de slimme kern

Met een intelligente sensorleiding wil Leuze de machine- en installatiebeschikbaarheid verbeteren. Wat achter de "SmartCore"-technologie steekt, heeft de etz-redactie ervaren in een gesprek met Michael Mayer-Rosa, Director of Product Center Accessories, en Felix Düllo, Productmanager van de in Owen gevestigde sensor-specialist.
 

Hoe is het idee voor "SmartCore" ontstaan?

M. Mayer-Rosa: Als specialist voor connectivity en verbindingstechniek houden wij ons uiteraard bezig met het thema Industrie 4.0. Dat sensoren, IO-modules en andere componenten meldingen leveren aan bovenliggende systemen, is in deze samenhang schering en inslag. Wij vroegen ons af: waarom niet ook de verbindingskabel? Daarom hebben wij gezocht naar een mogelijkheid ook hier intelligentie te integreren, zonder het inbouwen van extra elektronica. Hierbij hebben wij ons georiënteerd op het principe van bouwkranen. De verbindingskabels hiervan bevatten een zogenaamde offerleiding. Deze extra ader meldt het bereiken van de levensduur van de kabel. Dit uitganspunt wilden wij overnemen voor de automatisering. Wij hebben dus een extra ader ontwikkeld en deze ingebracht in een standaardkabel, om deze geschikt te maken voor Industrie 4.0.

Hoe wordt de levensduur van de kabels bewaakt?

M. Mayer-Rosa: Wij integreren een speciaal door ons ontwikkelde koperader in een PUR- of TPE-kabel. Deze ader breekt na 80% van de door ons gegarandeerde minimale 5 miljoen bewegingscycli, terwijl de overige vier aders nog blijven functioneren. De gebruiker krijgt zo op tijd een waarschuwingsmelding en kan met een wachttijd van 20% van de levensduur de vervanging van de kabel veilig plannen zonder uitval van de productie. Bovendien is het door het continu analyseren van de gegevens mogelijk ook toekomstige onderhoudsbeurten veiliger te plannen.
F. Düllo: De uitdaging was het ontwikkelen van een ader die niet dikker is dan een standaard ader – deze moet immers in een standaardkabel passen – en bijna exact zo flexibel is, dat deze al na 4 miljoen bewegingscycli breekt – niet vroeger en niet later. In standaard vijfaderige kabels is deze rode ader, met een spanning van 24 V, niet aanwezig. Zo willen wij verwisseling ook voorkomen. Komt deze spanning niet meer aan bij het andere uiteinde, dan volgt een waarschuwingsmelding en kan het vervangen van de kabel worden ingepland: voorspellend onderhoud op hoog niveau en dit niet alleen voor IO-Link, maar ook voor andere besturingssystemen.

 

Welke kabels zijn verkrijgbaar?

F. Düllo: PUR- en TPE-kabels met vier aders plus offerader, inclusief M12-stekker – aan een of aan beide zijden – in lengten van 2 m, 5 m, 10 m of 30 m. Hierbij is de TPE-kabel inclusief stekker zelfs bestand tegen lasparels en lasvonken. Andere lengten zijn op aanvraag leverbaar.

 

Welke fouten worden bij "SmartCore" bewaakt? Hoe ziet het eruit bij andere gevarenbronnen, zoals overtemperatuur, overextensie en overmatig verdraaiing, knikken of klemmen?

F. Düllo: Wij bewaken de potentiële aderbreuk van de offerleiding. Het controleren van andere gevaren is bijvoorbeeld denkbaar bij Ethernet-leidingen, maar nog niet concreet in ontwikkeling. Per slot van rekening is het ook de vraag in hoeverre de gebruiker bereid is een meerprijs te betalen voor het extra bewaken van z'n systeem. In de VS is hierbij de acceptatie duidelijk hoger, d.w.z. de bereidheid tot het nemen van risico's bij het gebruik van standaardleidingen zonder "SmartCore" duidelijk geringer dan in Europa.

 

Voor wie loont de investering?

M. Mayer-Rosa: Voor iedereen die bij machines en installaties met bewegende componenten niet alleen oog heeft voor de prijs, maar ook de prestatie, investeringsrendement en de totale gebruikskosten. Robottechniek is hier bijvoorbeeld bij uitstek geschikt voor. "SmartCore" is weliswaar twee keer zo duur dan een standaarkabel. Wordt hiermee al slechts één ongeplande stilstand verhinderd, loont de investering zich al dubbel en dwars.
F. Düllo: Verrassend genoeg wordt het concept, zoals al eerder vermeld, in de VS positiever ontvangen dan in Duitsland. Daar heeft blijkbaar de onderhoudsmanagermeer te vertellen dan bij ons, waar inkopers vaak alleen gebaseerd op prijs bestellen. Bovendien is de digitalisering daar geavanceerder. Uiteindelijk kan met "SmartCore" het complete systeem – inclusief de verbindingskabel – worden opgenomen in een cloud-oplossing.

 

Andere in de markt beschikbare concepten bewaken de toestand van de kabel met elektronica. Waarom vertrouwen op een offerader?

M. Mayer-Rosa: Meetelektronica is veel duurder en lastiger te installeren. Een voorgeconfectioneerde kabel met offerader is duidelijk voordeliger. Bovendien is het gebruik in de praktijk zeer efficiënt gebleken, vooral door de eenvoud. De kosten beperken zich tot het leggen van de kabel in de kabelrups van de robot, resp. het vervangen van "eenvoudige" kabels door kabels met SmartCore-technologie.

 

Wat zijn uw toekomstplannen met "SmartCore"?

M. Mayer-Rosa: Naar wens van de klant is hierbij veel mogelijk, van acht- tot twaalfpolige oplossingen, van power- tot de zeer populaire Ethernet-leidingen. De markt zal ons vertellen waar het meest vraag naar is en dat zullen wij dan ontwikkelen en op de relevante beurzen presenteren en aanbieden.

 

Conclusie

"SmartCore" heeft Leuze speciaal ontwikkeld voor toepassingen met bewegende kabels, bijvoorbeeld in robots of bij bewerkingsassen. In de kabel is een speciale extra leiding ingebouwd als 'offerleiding'. Bij 80% van de mogelijke bewegingscycli faalt deze leiding. De offerleiding wordt voor de analyse overbrugd met voedingsspanning. Bij een aderbreuk wordt zo tijdig aangekondigd dat de kabel het einde van zijn levenscyclus nadert. Ongeplande installatiestilstand door kabelbreuken kunnen zo effectief worden verhinderd en de breukgevoelige sensorkabel kan bij de volgende reguliere onderhoudscyclus worden vervangen. Zo draagt de "SmartCore"-technologie bij aan een hogere installatiebeschikbaarheid.

 

Verschenen in de 5e editie van etz in 2020. www.etz.de


Uw contactpersoon

Felix Düllo
Expert IO-Link
felix.duello@leuze.com

Aansluitkabels

Aansluitkabels met de speciale uitvoering “SmartCore” vindt u hier 


Verbindingskabels

Verbindingskabels met de speciale uitvoering “SmartCore” vindt u hier