Automatisierte Schaltschrankverdrahtung mit dem Wago Cabinet Wiring Robot
Effizienzsteigerung & Fachkräfteentlastung
Der Schaltschrankbau wird immer noch von zeitaufwändigen manuellen Montageprozessen, insbesondere bei der Verdrahtung, bestimmt. Um diesen Prozess effizienter zu gestalten, Zeit und Kosten zu sparen und dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken, wird aktuell intensiv nach Lösungen gesucht, wobei die Automatisierung eine bedeutende Rolle spielt. So sehen laut einer Studie, die Wago in Zusammenarbeit mit Statista+ zum Thema Automatisierung im Schaltschrank- und Maschinenbau erstellt hat, 70 Prozent der Befragten das größte Potenzial von Automatisierung in der Effizienz- und Produktivitätssteigerung, 56 Prozent in einer erhöhten Wettbewerbsfähigkeit und 41 Prozent in der Bewältigung des Fachkräftemangels*. Dies zeigt, dass Automatisierung nicht nur ein Mittel zu Effizienzsteigerung ist, sondern auch eine strategisch notwendige Maßnahme, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Mit dem modularen Cabinet Wiring Robot bietet Wago nun eine Automatisierungslösung für die effiziente Verdrahtung von Schaltschränken, die auf alle diese Punkte einzahlt.
Bild: Wago GmbH & Co. KGDank seiner vollautomatischen Leitervorbereitungsstation, bei der bis zu 16 verschiedene Leiter vorgehalten, individuell auf die passende Länge geschnitten, abisoliert, gecrimpt und bedruckt werden, kann der Wago Cabinet Wiring Robot auf die für jede Klemmstelle vorbereiteten Leiter zurückgreifen. Die Leitervorbereitungsstation spart einen erheblichen Anteil an manueller Arbeitslast bei der Drahtkonfektion - dem Werker wird so ein zeitaufwändiger Prozessschritt abgenommen. Möglich sind hier derzeit Leiterquerschnitte von 0,5 bis 2,5mm² sowie Leiterlängen von 300 bis 2.500mm. Nach der Aderendbehandlung wird diese mittels einer Leiterauszugsprüfung getestet. Bei positiver Qualitätsprüfung jedes einzelnen Leiters erfolgt die Übergabe der fertig konfektionierten Leiter an den Verdrahtungsroboter oder optional an die Fachkraft.
Herstellerunabhängige Komponentenverdrahtung
Beim Cabinet Wiring Robot selbst handelt es sich um einen hochpräzisen, modularen Portalroboter, mit 4,5 Achsen, der auf ein Magazin von zwölf Greif- und Montagewerkzeugen und bis zu sieben Schraubbits zugreifen kann. Der Verdrahtungsroboter agiert dabei im Zusammenspiel mit den Wago Reihenklemmen mit Push-In Cage Clamp - durch sein Repertoire an Werkzeugen aber auch mit Komponenten anderer Hersteller; die durchschnittliche Verdrahtungszeit liegt hier bei unter 45 Sekunden pro Leiter. Die einseitige Verdrahtung einer Vielzahl von Komponenten unterschiedlichster Hersteller auf bestückten Tragschienen, offenen Gestelle oder Montageplatten ist für viele Anwendungsfälle und Aufgabenstellungen besonders gut geeignet. Als Anschlusstechnologien sind sowohl Schraub- als auch Federanschlüsse möglich, wie sie beispielsweise in Sicherungsautomaten und Reihenklemmen anzutreffen sind.
Bild: Wago GmbH & Co. KGPräzise Prüf- und Messtechniken
Um eine möglichst hohe Ausführungsqualität zu erzielen, wird jeder Schraubanschlusspunkt nach erfolgter Verdrahtung einer Auszugsprüfung unterzogen. Die Bedienung der Federanschlüsse ist vollständig Kraft-Moment-überwacht. Darüber hinaus macht die integrierte Kamera- und Lasermesstechnik vor jedem Auftragsstart einen Soll-Ist-Abgleich, um zu überprüfen, ob die Komponenten passend montiert sind. Sollten kleine Abweichungen bei der Position vorkommen, berücksichtigt der Roboter dies bei der Verdrahtung und justiert ggf. in den digital vorliegenden Auftragsdaten nach - wodurch die Prozesssicherheit erhöht wird.
Entlastung des Werkers bei der Verdrahtungsarbeit
Damit die Verdrahtungsarbeit schnell und effizient vervollständigt werden kann, ist die zweite Seite des Drahtes bereits vorkonfektioniert, sodass der Werker diesen nur noch verlegen (bei Gestellen rückseitig, bei Montageplatten in den Kabelkanälen) und die zweite Seite anschließen muss. Zudem befinden sich die Drähte, die vom Roboter nicht verdrahtet werden konnten, bereits fertig konfektioniert in einer Drahtaufnahme, aus der sich der Werker bedienen kann. Der Werker wird somit also nicht überflüssig, sondern nur von aufwändigen manuellen Arbeitsschritten wie der Drahtkonfektionierung entbunden und dank der einseitigen Verdrahtung in seiner Arbeit unterstützt. Die Kabelführung und die zweite Seite zu verdrahten, bleibt aber weiterhin Aufgabe des Werkers, genauso wie die abschließenden Prüfungen - nur dass für diese Aufgaben nun durch den Einsatz der Drahtvorbereitungsstation und des Verdrahtungsroboters mehr Zeit zur Verfügung steht. Auch der Gesundheitsaspekt spielt hier eine nicht unerhebliche Rolle: Bei Beschwerden im Bewegungsapparat stellt die Unterstützung bei der Kabelkonfektionierung und/oder Verdrahtung eine erhebliche Erleichterung bei der täglichen Arbeit dar.
Einfache Einbettung in bestehende Systemlandschaften
Ein weiterer großer Vorteil des Cabinet Robot ist seine einfache Integration in bestehende Systemlandschaften, da kein 3D-CAE-Engineering erforderlich ist. Einfache Kabellisten und Konfektionsdaten für die Schienen, wie sie z.B. der Wago Konfigurator Smart Designer liefert, reichen bereits an Daten aus, um die Drahtvorbereitungsstation und den Verdrahtungsroboter mit den notwendigen Informationen zu speisen.
Bild: Wago GmbH & Co. KGDie Vorteile des Cabinet Wiring Robot auf einen Blick:
- • Effizientere Schaltschrankverdrahtung
- • Reduzierung des manuellen Arbeitsaufwands durch vollautomatische Leitervorbereitung und einseitige Verdrahtung
- • Zeit- und Kostenersparnisse sowie Entgegenwirken von Fachkräftemangel
- • Hersteller- und anschlusstechnologie-unabhängige Komponentenverdrahtung
- • Einfache Integration - kein 3D-CAE-Engineering erforderlich
- • Unterstützung von feindrähtigen Leitern mit Aderendhülsen mit einem Querschnitt von 0,5 bis 2,5mm²
- • Gleichbleibende, qualitativ hochwertige Arbeit
- • Schnelle Investitionsrentabilität
Effizientes Verdrahten in verschiedenen Anwendungsbereichen 1. Verteilerbau in der Gebäudeinstallation
Der Bau von Verteilerschränken ist für den Cabinet Wiring Robot ein passendes Betätigungsfeld, da viele Komponenten mit dem Reiheneinbauformat gemäß DIN43880 ein ähnliches Erscheinungsbild besitzen und Störkonturen durch nebenliegende Komponenten mit höherem Aufbau damit weitestgehend ausgeschlossen sind. Auch die offene Bauweise der Gestelle, die rückseitige Kabelführung und der eher 'luftige' Aufbau bieten viel Freiraum für eine automatisierte Teilverdrahtung - und gleichzeitig optimale Bedingungen für die nachgelagerte Kabelführung und Verdrahtung der zweiten Seite. Mit der vom Roboter vorgegebenen Verdrahtungsfläche von bis zu 750mm in der Breite sind bis zu drei Felder in der Verteilung abgedeckt.
2. Maschinenbau
Betrachtet man die Montageplatte im Schaltschrank, so ist ein Verdrahtungsraum von 1.800x750mm auch hier oftmals ausreichend; zumal die Montageplatte hier üblicherweise mit links und rechts durchgängig vertikalen Kabelkanälen bestückt ist. Auch hier kann der Cabinet Wiring Robot effizient eingesetzt werden, auch wenn sein Betätigungsraum durch die Vielzahl an Komponenten sowie die oftmals bereits vormontierten Kabelkanäle etwas eingeschränkt ist. Durch eine Änderung der Bearbeitungsreihenfolge, also das Aufbringen der Kabelkanäle nach der einseitigen Verdrahtung, kann der Roboter dabei in der Ausführung seiner Tätigkeiten unterstützt werden. Noch einfacher ist es aber, wenn im Rahmen der Vorkommissionierung erst die Hutschienen bestückt und dann über einen Schienenwagen, in dem die bestückten Schienen mit einem Schnellspanner fixiert sind, dem Roboter zugeführt werden. Dieser kann dann die einseitige Verdrahtung durchführen, woraufhin die Schienen an ihren Bestimmungsort im Schaltschrank gebracht werden. Gerade im Serienmaschinenbau ist dieses Vorgehen sehr erfolgversprechend, da die Schienenwagen entweder mit einem Set je Schaltschrank oder mit stets den gleichen Schienen für einen bestimmten Ort im Schaltschrank bestückt und daraufhin verdrahtet werden. Das Vorhalten mehrerer Wagen - ganz gleich, ob für die Schiene oder die Montageplatte - sorgt für einen effizienten Ablauf.
Fazit
Die Automatisierung im Schaltschrankbau ist ein essenzielles Zukunftsthema, insbesondere mit Blick auf den Fachkräftemangel und die fortschreitende Digitalisierung. Die (Teil-) Automatisierung von Prozessschritten, beispielsweise durch den Einsatz von Automatisierungsanlagen in der Verdrahtung wie den Wago Cabinet Wiring Robot, verändert zwar die Arbeitsweise, bewirkt aber keine grundsätzliche Transformation; viele Arbeitsanteile bleiben bestehen. Der Mensch bleibt daher weiterhin unverzichtbar. Dank seiner besonderen Fähigkeiten, wie seinem Fingerspitzengefühl und seinem Fachwissen, kann er dadurch jedoch neue, höher qualifizierte Aufgaben wie die Überwachung, die Koordinierung oder die Steuerung übernehmen. Dies zeigen auch die Ergebnisse der Studie zum Thema Automatisierung von Wago und Statista. Unternehmen im Schaltanlagenbau, die in Automatisierung investiert haben, konnten dabei neben Kostenreduktionen (79 Prozent) und einer schnelleren Fertigung (58 Prozent) vor allem dem Fachkräftemangel entgegenwirken, indem sie Fachkräfte effizienter nutzen (68 Prozent) und ihre Mitarbeiter entlasten konnten (63 Prozent)*.
Der Schaltschrankbau wird immer noch von zeitaufwändigen manuellen Montageprozessen, insbesondere bei der Verdrahtung, bestimmt. Um diesen Prozess effizienter zu gestalten, Zeit und Kosten zu sparen und dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken, wird aktuell intensiv nach Lösungen gesucht, wobei die Automatisierung eine bedeutende Rolle spielt. So sehen laut einer Studie, die Wago in Zusammenarbeit mit Statista+ zum Thema Automatisierung im Schaltschrank- und Maschinenbau erstellt hat, 70 Prozent der Befragten das größte Potenzial von Automatisierung in der Effizienz- und Produktivitätssteigerung, 56 Prozent in einer erhöhten Wettbewerbsfähigkeit und 41 Prozent in der Bewältigung des Fachkräftemangels*. Dies zeigt, dass Automatisierung nicht nur ein Mittel zu Effizienzsteigerung ist, sondern auch eine strategisch notwendige Maßnahme, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Mit dem modularen Cabinet Wiring Robot bietet Wago nun eine Automatisierungslösung für die effiziente Verdrahtung von Schaltschränken, die auf alle diese Punkte einzahlt.
Bild: Wago GmbH & Co. KGDank seiner vollautomatischen Leitervorbereitungsstation, bei der bis zu 16 verschiedene Leiter vorgehalten, individuell auf die passende Länge geschnitten, abisoliert, gecrimpt und bedruckt werden, kann der Wago Cabinet Wiring Robot auf die für jede Klemmstelle vorbereiteten Leiter zurückgreifen. Die Leitervorbereitungsstation spart einen erheblichen Anteil an manueller Arbeitslast bei der Drahtkonfektion - dem Werker wird so ein zeitaufwändiger Prozessschritt abgenommen. Möglich sind hier derzeit Leiterquerschnitte von 0,5 bis 2,5mm² sowie Leiterlängen von 300 bis 2.500mm. Nach der Aderendbehandlung wird diese mittels einer Leiterauszugsprüfung getestet. Bei positiver Qualitätsprüfung jedes einzelnen Leiters erfolgt die Übergabe der fertig konfektionierten Leiter an den Verdrahtungsroboter oder optional an die Fachkraft.
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WAGO GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 4 (Juni Juli) 2025 - 26.06.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
