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Tendido de cables en conduit REIKU: llenado y potencia/senal
1. Factor de llenado: cuanto mazo cabe de verdad en el conduit
Los numeros de parte de REIKU incluyen el diametro interior real en milimetros: un PARAB-29 mide 29 mm de I.D., no 29 mm de diametro exterior. Con eso la cuenta es directa. La convencion es sumar las areas de los cables (3.1416 x radio al cuadrado) y dividirlas entre el area interna del conduit.
Ejemplo con un mazo de seis cables de 8 mm de diametro exterior: cada cable ocupa 50.3 mm2 y el mazo suma 302 mm2. Para quedarte en 60% de llenado necesitas al menos 503 mm2 de area interna, es decir 25.3 mm de diametro interior; la siguiente medida disponible es el conduit de 29 mm, y ahi entra el mazo con holgura.
REIKU publica 75% de capacidad de llenado como maximo para evitar el roce entre cables y mangueras, y ese 75% es un techo, no una meta. En servicio dinamico el conduit trabaja flexionado y en la curva el mazo se corre hacia la pared exterior: baja la seccion efectiva y empieza la friccion que pela la cubierta antes de que el cable agote su vida de flexion. En canalizacion rigida el NEC limita a 40% con tres o mas conductores por la misma razon. Si tu mazo esta al 70 u 80% y el robot trabaja a ciclo completo, estas programando una falla de fatiga. El criterio completo de seleccion lo cubrimos en como elegir el dresspack adecuado para tus robots industriales.
| Conduit REIKU | Diametro interior | Area interna | Capacidad recomendada al 60% | Mazo aproximado |
|---|---|---|---|---|
| PARAB-17 | 17 mm | 230 mm2 | 140 mm2 | hasta 2 cables de 8 mm |
| PARAB-23 | 23 mm | 420 mm2 | 250 mm2 | hasta 4 cables de 8 mm |
| PARAB-29 | 29 mm | 660 mm2 | 400 mm2 | hasta 7 cables de 8 mm |
| PARAB-36 | 36 mm | 1,020 mm2 | 610 mm2 | hasta 12 cables de 8 mm |
| PARAB-52 | 52 mm | 2,120 mm2 | 1,270 mm2 | hasta 25 cables de 8 mm |
| PARAB-70 | 70 mm | 3,850 mm2 | 2,310 mm2 | hasta 45 cables de 8 mm |
2. Potencia y senal no comparten tubo sin separacion
El error mas caro del armado interno no es el llenado: es meter potencia de servo, encoder y Ethernet en el mismo conduit porque caben. Los cables no se danan por convivir, se danan por acoplamiento: el cable de motor actua como antena emisora y los de senal como antena receptora, sobre todo cuando corren pegados en paralelo durante metros de mazo.
Las recomendaciones de los fabricantes de servo son concretas. Kollmorgen pide al menos 100 mm de separacion en drives de menos de 20 A, 150 mm en drives de 40 A y 200 mm en drives de 80 A, con cruces siempre a 90 grados. Rockwell Automation maneja la regla de separar 0.3 m por cada 9 m de recorrido en paralelo y mantener canaletas limpias y sucias separadas dentro del gabinete. En un robot eso significa: mazo de potencia en su conduit, mazo de senal en el suyo, aunque compartan el mismo soporte en el brazo.
| Familia de cable | Separacion recomendada | Consecuencia de mezclarlos sin separacion |
|---|---|---|
| Potencia de servo (motor, PWM) | Tubo propio; 100 a 200 mm del grupo de senal segun la corriente del drive | Ruido hacia encoder y analogicas: errores de seguimiento y paros intermitentes |
| Freno y 24 VCD de potencia | Junto con potencia, nunca con senal | Caidas de tension inducidas y disparos falsos de sensores |
| Encoder y realimentacion | Minimo 100 mm del grupo de potencia; cruces a 90 grados | Conteos erraticos, alarmas de posicion y perdida de referencia |
| Ethernet industrial (PROFINET, EtherNet/IP) | Tubo propio o 100 mm minimo del grupo de potencia | Retransmisiones, perdida de paquetes y caidas de comunicacion de la celda |
| Analogicas (0-10 V, 4-20 mA) | Par trenzado apantallado, lejos de potencia y de variadores | Deriva en la lectura de presion, temperatura o fuerza |
Cuando el espacio obliga a un solo tubo, divide el mazo en dos grupos amarrados por separado y lleva el de senal lo mas al centro posible. Si dentro del mismo conduit conviven potencia de servo y Ethernet industrial, la probabilidad de fallas de comunicacion sube con cada metro de mazo: es el tipo de problema que aparece a los seis meses y que nadie atribuye al cableado.
3. Por que el ruido aparece justo en los cables de servo con PWM
Un servo moderno conmuta la corriente con PWM a varios kilohertz y con tiempos de subida muy cortos. Cada conmutacion es un cambio brusco de corriente (di/dt alto) que se comporta como fuente de alta frecuencia: se acopla por modo comun a traves de las capacitancias parasitas del cable al blindaje y al ducto, y busca el camino de menor impedancia de regreso al chasis del drive.
Por eso el ruido no aparece siempre en el mismo cable, sino en el lazo de tierra o en el mazo vecino. Los sintomas tipicos de un tendido mal hecho son variados: contadores de encoder que se disparan sin motivo, analogicas que derivan, retransmisiones en PROFINET o EtherNet/IP y disparos falsos de protecciones que nadie relaciona con el robot. Todo empeora con cable mas largo, radios menores al minimo y pantallas mal terminadas.
4. Apantallamiento: donde aterrizar la pantalla y con que
La pantalla hace dos trabajos a la vez: reduce lo que el cable irradia y reduce lo que le llega del ambiente. Para que funcione, la terminacion tiene que ser de 360 grados, con abrazadera o prensaestopas metalico sobre el blindaje, nunca un pigtail (la cola de malla trenzada a un tornillo): su inductancia impide que la corriente de alta frecuencia salga del blindaje justo en las frecuencias donde el PWM genera ruido.
El aterrizaje depende de la familia. En senal de bajo nivel, encoder y analogicas, lo estandar es conectar la pantalla en un solo extremo, del lado del controlador o del drive, para evitar corrientes de circulacion por diferencia de potencial entre dos tierras. En potencia de motor la practica moderna es la contraria: ambos extremos con abrazadera de 360 grados, porque en alta frecuencia la pantalla conectada en un solo extremo se comporta como antena y el ruido capacitivo del drive se queda sin camino de regreso de baja impedancia.
5. Radios de curvatura y torsion: lo que rompe el mazo antes que la fatiga
Cada cable tiene dos radios: el estatico, para instalarlo, y el dinamico, para flexionarse de forma continua. El segundo siempre es mayor y lo define el fabricante en la ficha tecnica; los cables de servicio continuo suelen especificar varias veces su diametro exterior. El conduit REIKU, por su perfil corrugado patentado, permite radios mas cerrados sin sacrificar diametro interior, pero el limite real lo pone el cable mas rigido del mazo, no el tubo.
Si al flexionar el conduit el mazo se siente tenso, si el cable pega contra la pared interna en la curva o si al inspeccionar ves marcas de rozamiento, el radio esta por debajo del minimo. Revisalo en todo el recorrido, incluidos los soportes del brazo, donde es comun que el conduit quede pinzado contra el bastidor.
La torsion es el otro asesino silencioso: un conduit que gira sobre su eje al montarlo acumula vueltas en el mazo y esa precarga se vuelve esfuerzo permanente sobre terminales y strain reliefs. Deja que el conduit rote libre en sus abrazaderas y evita girarlo para acomodarlo; donde la aplicacion exige rotacion real del ducto, la solucion es un tramo articulado que gire sin transmitir torque al cableado.
6. Orden de armado: por familia, con longitud de servicio
Primero se define el mazo sobre plano: que cables van, de que seccion, cuantas vueltas de servicio necesitan en cada extremo y por donde entra cada grupo al conduit. Despues se corta dejando la reserva de servicio, se agrupa por familia y se introduce el mazo completo de una sola pieza cuando la longitud lo permite.
Para introducirlo, empuja en lugar de jalar; si tienes que jalar, hazlo cable por cable y nunca amarrando varios para tirar en bloque, porque el esfuerzo se concentra en el primer tramo y en la malla. Lubrica con talco industrial o lubricante de tendido neutro y avanza girando ligeramente el mazo, sin torsionarlo. Marca los extremos antes de meterlos.
- Mazo calculado al 60% de llenado o menos, con el conduit de I.D. adecuado.
- Grupos de potencia y de senal en tubos distintos, o separados internamente con amarres independientes.
- Longitud de servicio de 10 a 15 cm en cada extremo, sin trabajar con el cable en tension.
- Conduit con libertad de rotacion en sus abrazaderas, sin vueltas acumuladas.
- Entradas con grommet o protector de conduit, sin bordes que corten la cubierta.
- Radios iguales o mayores al minimo dinamico del cable mas rigido.
- Cada conductor etiquetado en ambos extremos antes de cerrar el conduit.
Un mazo ordenado por familia se diagnostica rapido; uno revuelto obliga a desarmar todo el conduit para cambiar un cable. El procedimiento de montaje y medicion esta en como medir e instalar un dresspack REIKU paso a paso, y si el mazo ya tiene historial de rupturas conviene atacar la causa de fondo que explicamos en falla de fatiga en cables de robot.
7. Verificacion antes de cerrar el conduit
Cerrar sin medir es la forma mas rapida de repetir el trabajo. Estas son las cuatro comprobaciones sobre el mazo armado:
- Continuidad por conductor: punta a punta de cada hilo, incluidos freno y tierras. Un conductor roto por tiron excesivo se detecta aqui y no en plena produccion.
- Continuidad de pantalla: del extremo de conexion al punto de tierra con multimetro, verificando que el otro extremo este aislado o conectado segun el modelo, nunca a medias.
- Aislamiento: megohmmetro entre conductores y contra pantalla, con el valor minimo que indique la ficha del cable, y con ambos extremos desconectados del drive y del controlador.
- Revision mecanica: ningun terminal con tiron, conductores sin tension, radio minimo respetado en todo el recorrido y strain reliefs sujetando la cubierta, no los hilos.
Al terminar, corre el robot a velocidad reducida y observa error de seguimiento del servo y contadores de retransmision de la red. Si algo va a fallar por EMI, se insinua en esa primera corrida.
8. Errores comunes al tender el mazo
- Pasar potencia de servo y senal por el mismo conduit sin separacion ni apantallamiento.
- Jalar el mazo completo con fuerza: se estira el conductor, se rompe la malla y se deforma el trenzado del par de senal.
- Dejar radios menores al minimo dinamico del cable, sobre todo en los soportes del brazo.
- Llenar el conduit al 80% o mas porque todavia pasa.
- Terminar la pantalla con pigtail o dejarla cortada dentro del gabinete.
- Montar el conduit girandolo y dejar torsion acumulada en el mazo.
- No dejar longitud de servicio y confiar en que el cable se acomoda solo.
9. Caso tecnico: celda de sellado con robot de 6 ejes
Situacion (caso representativo): una celda robotizada de sellado y ensamble en una planta automotriz del Bajio trabajaba con un solo conduit de 29 mm desde la base hasta la brida de la herramienta. Dentro iban siete cables: potencia de servo con PWM, freno, encoder, 24 VCD de mando, dos analogicas de presion y un Ethernet industrial para la camara de vision. El sintoma eran alarmas intermitentes de error de seguimiento en el eje 3 y caidas de comunicacion de la vision, siempre en el segundo turno.
Diagnostico: mazo al 72% de llenado, cables de potencia y encoder amarrados en el mismo grupo, malla del encoder terminada con pigtail en ambos extremos, conduit montado con vueltas acumuladas y dos soportes del brazo forzando un radio menor al minimo dinamico del cable de potencia.
Solucion aplicada: se dividio el mazo en dos conduits, uno de 29 mm para potencia y freno y otro de 23 mm para encoder, analogicas y Ethernet; el tubo de potencia bajo a 55% de llenado; la pantalla del encoder quedo aterrizada solo del lado del controlador con abrazadera de 360 grados y la de potencia en ambos extremos; se redistribuyeron los soportes del brazo para respetar el radio minimo y se dejo libertad de rotacion al conduit. Antes de cerrar se corrieron continuidad, continuidad de pantalla, aislamiento con megohmmetro y la corrida a velocidad reducida monitoreando error de seguimiento.
Resultado: las alarmas de error de seguimiento y las caidas de la vision dejaron de presentarse en la operacion normal de doble turno, y en la inspeccion a los 90 dias el mazo no mostraba rozamiento entre cables ni huellas de friccion en las corrugaciones. No hubo que tocar el programa del robot ni el PLC de la celda: era un problema de tendido, no de logica.
Este tipo de correcciones son parte del trabajo de gestion de cables con REIKU en Mexico que hacemos con plantas del Bajio: revisar el mazo completo, no solo cambiar el cable que falla.
Preguntas frecuentes
¿Cuanto mazo puedo meter dentro de un conduit REIKU?
La regla practica es no pasar del 60% del area interna. REIKU publica un maximo de 75% de capacidad de llenado para evitar el roce entre cables y mangueras, y ese 75% es un techo, no una meta: en curva el mazo se corre a la pared exterior y pierde seccion efectiva, asi que el 60% es el margen que te deja trabajar en servicio dinamico.
¿Puedo pasar cables de potencia y de senal por el mismo conduit?
Solo con separacion y apantallamiento reales. Lo recomendable es un conduit por familia: uno para potencia de servo y freno, otro para encoder, analogicas y comunicacion. Kollmorgen recomienda al menos 100 mm entre ambos grupos en drives de menos de 20 A, 150 mm en drives de 40 A y 200 mm en drives de 80 A; si se cruzan, que sea a 90 grados.
¿La pantalla del cable se conecta a tierra en un solo extremo?
Depende de la familia. En senal de bajo nivel, como encoder y analogicas, lo estandar es aterrizar en un solo extremo, del lado del controlador, para evitar lazos de tierra. En potencia de motor con PWM la practica moderna es la contraria: ambos extremos con abrazadera de 360 grados, porque asi se cierra el camino de baja impedancia para las corrientes de alta frecuencia del drive.
¿Se puede usar lubricante para introducir el mazo en el conduit?
Si, y ayuda cuando el mazo pasa de tres metros o lleva varios cables: usa talco industrial o un lubricante de tendido neutro en el tramo de entrada. Evita grasas con solventes agresivos y limpia el excedente, porque el lubricante expuesto atrapa polvo y forma una pasta abrasiva que acelera el desgaste en la zona de flexion.
¿Como se verifica que el cableado quedo bien antes de cerrar el conduit?
Con cuatro comprobaciones: continuidad de cada conductor punta a punta, continuidad de la pantalla de un extremo al otro, prueba de aislamiento con megohmmetro segun el valor de la ficha del cable, y revision de que ningun terminal recibio tiron. Despues, corrida del robot a velocidad reducida monitoreando error de seguimiento y retransmisiones de la red industrial.
