L'automatisation du câblage des blocs de jonction requiert des connecteurs avancés

Les investissements dans l'automatisation, l'électrification et la numérisation dépendent d'une alimentation électrique fiable. Cependant, les complications liées au câblage manuel des armoires de commande et le risque d'erreur humaine peuvent entraîner des processus très inefficaces et fastidieux. L'automatisation, ou du moins la simplification du câblage, est essentielle pour améliorer la fiabilité et la rentabilité.

Les constructeurs d'armoires et les concepteurs de produits doivent tenir compte de la complexité des interconnexions électriques et des processus de fabrication associés, ainsi que du comportement à long terme des contacts électriques et des exigences de fiabilité. Les blocs de jonction, qui connectent et contrôlent les fils dans un système électrique, constituent le cœur de l'armoire de commande. Ils sont essentiels pour organiser et tester le câblage et les composants, utilisant souvent des rails DIN aux normes de l'industrie.

Les armoires de commande sont essentielles pour diverses applications de bâtiments industriels et commerciaux. Elles doivent répondre à des exigences d'alimentation diversifiées et isoler les composants générateurs de chaleur et sujets au bruit ou aux vibrations. Certaines armoires peuvent abriter des automates programmables et des capteurs, et elles mêlent souvent les lignes de communication de données avec le câblage électrique.

Les concepteurs de produits doivent intégrer de plus en plus de composants — des dispositifs de signalisation aux alimentations — dans des armoires dont l'espace est limité et qui doivent souvent résister à des conditions environnementales difficiles. Les travaux d'installation pour la construction d'armoires de commande doivent être effectués de plus en plus rapidement et de manière automatisée afin d'augmenter la productivité et la rentabilité, mais les connexions des blocs de jonction doivent être fiables, sûres et faciles à maintenir en permanence.

Pour répondre aux exigences futures, ces armoires doivent pouvoir être mises à niveau sur place et s'adapter à de nouveaux câblages et technologies. Un câblage efficace et simple est un facteur essentiel pour améliorer l'efficacité lors de la conception, de l'assemblage, de l'installation et, enfin, du montage par des robots.

Améliorer les blocs de jonction

Les connexions de câblage doivent être fiables, sûres et faciles à entretenir, mais le câblage d'une armoire peut être complexe et prendre beaucoup de temps. Une étude de l'Institute for Control Engineering of Machine Tools and Manufacturing Units (ISW) a estimé qu'une armoire de commande moyenne contient 500 fils, ce qui nécessite un temps moyen de câblage de 54 heures, dont 56 % sont consacrés à la coupe, à l'ajout de connecteurs et au sertissage.

Les blocs de jonction simplifient le processus de câblage et facilitent l'agencement et la réorganisation des modules dans l'armoire. Mais de nombreux producteurs et clients comptent encore principalement sur le travail physique pour réaliser les connexions des blocs de jonction en utilisant l'un des trois types de connexion suivants :

• Les connexions par vis, avec étrier de fixation ou assemblage par boulons. Elles conviennent particulièrement aux connexions avec de grandes sections transversales de conducteurs.Éprouvées et fiables, elles peuvent nécessiter un serrage périodique. Un serrage excessif constitue un risque potentiel pouvant endommager le câblage.
• Les connexions à ressort dans lesquelles les conducteurs pleins dénudés sont simplement insérés dans un point de serrage autobloquant et activé par ressort. Elles requièrent cependant l'insertion d'un outil pour ouvrir le point de serrage.
• Les connexions push-in, une amélioration des connexions à pince activées par ressort, offrent un côté plus pratique et une meilleure fiabilité de contact. Les assembleurs et les installateurs peuvent prendre un conducteur à brins fins dénudé avec un embout serti ou un conducteur plein et l'insérer simplement dans le point de serrage jusqu'à la butée sans avoir besoin d'un outil. Outre l'utilisation fréquente d'embouts, l'ouverture de la pince pour retirer les conducteurs requiert toujours l'utilisation d'un outil.

Une option de connexion SNAP IN

Weidmüller propose une autre option, allant encore plus loin que les connexions push-in. Les blocs de jonction SNAP IN Klippon Connect de l'entreprise promettent une connectivité électrique plus simple, plus rapide, plus sûre et plus efficace. Cette technologie peut réduire les temps de connexion des blocs de jonction jusqu'à 50 % et même prendre en charge des processus de câblage entièrement automatisés.

Même les conducteurs flexibles peuvent être connectés sans embouts ni outils. Les blocs de jonction d'alimentation et de protection (PE)/mis à la terre SNAP IN série S intègrent un ressort pré-chargé, et les fils dénudés peuvent être insérés rapidement et en toute sécurité dans le point de serrage sans autre préparation. Le contact avec le point de serrage est signalé par un « clic » audible clair et un poussoir vert est levé pour fournir une confirmation visuelle. La fiabilité du contact avec le conducteur garantit que la connexion filaire est protégée contre les vibrations, tout en étant étanche aux gaz et stable.

Avec les blocs de jonction SNAP IN, les fils conducteurs peuvent être rapidement libérés en appuyant sur le poussoir. Ce faisant, le point de serrage est pré-chargé pour une insertion ultérieure. Les producteurs peuvent accélérer les temps de câblage en réduisant la préparation des fils et en créant un processus d'installation plus efficace.

Le levier de connexion des conducteurs des blocs de jonction SNAP IN est déjà ouvert, ce qui permet d'insérer le connecteur dénudé, après quoi le mécanisme de serrage breveté se referme automatiquement. Cela garantit une connexion sûre, autobloquante et permanente avec une force de contact élevée du conducteur à la barre omnibus.

Dans les cas où une extrémité de conducteur dénudée doit être protégée, les fabricants et les installateurs peuvent utiliser le soudage par ultrasons ou des embouts sertis. Les points de test standardisés permettent des processus de test et de contrôle automatisés.

Les connexions SNAP IN correctement insérées sont stables à long terme et adaptées aux zones exposées aux vibrations et aux chocs, selon la norme CEI 61373/10.2011. Un contrôle ou un réajustement ultérieur n'est pas nécessaire. De plus, les connexions SNAP IN fonctionnent sans problème, même dans des plages de températures extrêmes s'étendant de -40°C à environ +120°C.

Les blocs de jonction SNAP IN sont « prêts pour les robots », avec une conception optimisée qui peut être terminée directement avec des systèmes robotiques. La connexion automatisée des blocs de jonction peut éviter les erreurs de production, accélérer les flux de travail et réduire les coûts.

Les blocs de jonction SNAP IN série S ont été optimisés pour le marquage laser automatisé afin de réduire davantage le temps de production.

Options SNAP IN série S

Les blocs de jonction d'alimentation conviennent pour joindre et/ou connecter un ou plusieurs conducteurs. Ils peuvent présenter un ou plusieurs niveaux de connexion au même potentiel ou isolés les uns par rapport aux autres.

Les blocs de jonction d'alimentation SNAP IN série S de Weidmüller sont disponibles en versions à un niveau avec 2, 3 ou 4 connexions. La Figure 1 montre le 2674530000 à 2 connexions et le 2753960000 à 4 connexions. Le 2753950000 à 3 connexions est également disponible. Chaque bloc peut accueillir des conducteurs avec une section transversale jusqu'à 2,5 mm² et un calibre standard de 14-20 AWG.

Figure 1 : Connecteur de bloc de jonction d'alimentation 2674530000 à un niveau et 2 connexions (à gauche), et connecteur de bloc de jonction d'alimentation à un niveau et 4 connexions 2753960000 (à droite). (Source : Weidmüller)

Weidmüller propose également des connecteurs empilés à plusieurs niveaux pouvant accueillir davantage de conducteurs dans des espaces compacts, notamment le modèle à 4 connexions 2902380000 (Figure 2).

Figure 2 : Connecteur de bloc de jonction d'alimentation 2902380000 à 2 niveaux et 4 connexions. (Source : Weidmüller)

Les blocs de jonction de protection (PE)/terre offrent un type de bloc de jonction d'alimentation qui fournit une connexion à la terre fiable aux points de montage. Ils disposent d'un ou de plusieurs points de contact pour la connexion et/ou la bifurcation des conducteurs de protection.

Les versions PE dans la série S SNAP IN de Weidmüller incluent le 2674560000 à un niveau et 2 connexions, et le 2902460000 multi-niveaux à 4 connexions (Figure 3).

Figure 3 : Connecteur de bloc PE 2902460000 à 2 niveaux et 4 connexions. (Source : Weidmüller)

Le câblage du bloc de jonction requiert également une plaque de fermeture, comme le 2751080000 de Weidmüller. Cette plaque est installée sur le côté ouvert de la dernière jonction modulaire avant le support d'extrémité afin de garantir le fonctionnement de la jonction modulaire et la tension nominale spécifiée, et de fournir une protection contre tout contact avec des pièces sous tension.

Conclusion

Un câblage efficace et simple est la clé pour répondre à la demande d'armoires de commande électriques, à mesure que l'électrification et l'automatisation s'accélèrent. Le mécanisme de connexion à activation automatique de la technologie SNAP IN de Weidmüller offre des possibilités d'amélioration de la productivité grâce à des connecteurs de blocs de jonction plus faciles à assembler et à entretenir, plus faciles à reconfigurer et conçus de manière optimale pour prendre en charge l'assemblage assisté par robot.