W ostatnich latach producenci prowadników wprowadzili wiele innowacji, zarówno jeśli chodzi o zastosowane materiały, jak i konstrukcje uzyskując większą trwałość, niższą masę oraz łatwy montaż i łączenie ze sobą poszczególnych elementów. Podstawowe zadania prowadników elastycznych przewodów elektrycznych i węży hydraulicznych lub pneumatycznych podłączonych do ruchomych zautomatyzowanych maszyn to: zmniejszenie zużycia i nacisku na przewody i węże, zapobieganie splątaniu i zwiększenie bezpieczeństwa operatora. Stosuje się je do przenoszenia przewodów w poziomie, w pionie, a także w ruchu obrotowym i trójwymiarowym.

Po raz pierwszy stalowe prowadniki wprowadzono na rynek w latach 50. XX wieku. Ich wynalazcy to dr Gilbert Waninger i dr Waldrich z firmy Kabelschlepp. Obecnie nośniki kablowe są dostępne w wielu różnych wykonaniach, rozmiarach i zakresach wytrzymałości. Mogą to być konstrukcje otwarte i zamknięte (ochrona przed brudem i zanieczyszczeniami, takimi jak brud, wióry metalowe itp.). Wykonuje się je ze stali również nierdzewnej, tworzyw sztucznych np. polipropylenu lub PP. Wykorzystuje się też takie metale tytan, a także pokrycia specjalnymi odpornymi na zużycie i korozję powłokami.

Warto dodać, że obecnie mieszanki tworzyw sztucznych w tym tzw. heavy plastics o dużej wytrzymałości mogą spełnić bardzo wysokie wymagania, jeśli chodzi o wytrzymałość przy zachowaniu niskiej masy. Pozwala to zwiększyć zasięg, czyli rozpiętość prowadnika bez potrzeby stosowania dodatkowych podpór. Stosuje się również w konstrukcjach koła, co pozwala na zwijanie się elementów prowadnika zamiast ślizgania. Zwraca się uwagę na szybko-złącza do łatwego montażu i cichą pracę oraz brak wibracji.

W większości konstrukcji stosuje się przekrój prostokątny, z separatorami umieszczonymi wewnątrz oddzielającymi umieszczone w nich przewody. Konstrukcje mogą być sztywne lub przewiduje się tylko określony zakres ich ruchu co zapobiega przemieszczaniu się kabli w niepożądanych kierunkach, ich zaplątanie oraz zgniecenie. Przykładowe zastosowania to: obrabiarki, dźwigi, myjnie samochodowe, sprzęt medyczny i laboratoryjny, automatyczne magazyny, wózki widłowe, roboty przemysłowe, platformy wiertnicze na morzu itp.

Uważa się, że obecnie największym rynkiem, który ma wpływ na projekty związane z systemami prowadników kabli, jest przemysł motoryzacyjny, w tym same pojazdy i ich produkcja. Na przykład przy malowaniu w branży motoryzacyjnej wymagana jest dziś szybka zmiana kolorów i prowadniki pozwalają umieścić w nich więcej przewodów z farbami. Stosuje się je w robotach wykonujących prace lakiernicze. Odchodzi się od spawania na rzecz łączenia elementów za pomocą klejów. W takiej sytuacji należy unikać załamań przewodów w systemach automatycznego podawania kleju.
Można też powiedzieć, że w zastosowaniach zrobotyzowanych odpowiednie prowadniki są koniecznością.

Przykładem konstrukcji, która odpowiada na takie potrzeby to e-prowadniki firmy igus triflex R 3D wykonane specjalnie dla zastosowań zrobotyzowanych. Jest to już trzecia generacja 3-osiowych e-prowadników o przekroju okrągłym. Ten wieloosiowy system zasilania został opracowany dla sześcioosiowych zastosowań w robotyce w trudnych warunkach przemysłowych. Cechy charakterystyczne konstrukcji to: opcja pręta z włókna dla częściowego wzmocnienia około +/- 10°, skręcanie na ogniwie e-prowadnika i duża wytrzymałość na rozciąganie w przegubie kulowym. Seria to ponad 100 elementów obejmujących wymagania od dużych robotów spawalniczych po niewielkie roboty paletyzujące.

Rynek

Obecnie na świecie działa wielu producentów i dostawców prowadników. Najczęściej wymienia się takich producentów jak: igus, Brevetti Stendalto, Dynatect, ekg gelenkrohr, Murrplastik, Tsubaki Kabelschlepp, Metreel, Buttkereit oraz Cavotec. Na naszym rynku silną pozycję ma np. firma igus. Dostępnych są dziś setki tysięcy produktów, które można dopasować do każdych potrzeb i wymagań. Tylko firma Tsubaki Kabelschlepp, ma w swojej ofercie ponad 100 tys. wariantów i niestandardowych rozmiarów prowadników.

Pojawiają się nowości np. igus wprowadził serie E4.1L – E4.1Lean, w których budowa prowadnika pozwana na skrócenie czasu konfekcji przewodów i montażu do 80%. Do złożenia nie są potrzebne specjalistyczne narzędzia. Do mocowania przewodów stosuje się klemy, każda klema musiała być specjalnie dobierana ze względu na średnicę przewodów natomiast w prowadniku E4.1L jest jedno uniwersalne mocowanie, o strukturze przypominającej plaster miodu.

Nowością jest też wykorzystanie przemysłowego internetu rzeczy (IIoT) co pozwala dzięki czujnikom na przewidywanie stanu zużycia prowadnika i sygnalizowania potrzeby jego wymiany. Firma Brevetti Stendalto dostarcza całą gamę produktów z przeznaczonych do robotów i zaprojektowanej do ruchu obrotowego. Dzięki specjalnej konstrukcji ogniw łańcuchowych możliwe jest wykonywanie ruchów obrotowych do 540°.

Firma ekd gelenkrohr produkuje prowadniki do kabli energetycznych począwszy od pierwszych i oferowanym do dziś rur stalowych SFK, gamę systemów prowadników wykonanych ze stali model SLE oraz wielkogabarytowe GKA, z tworzywa sztucznego rury PFR, modułowe PLE i PKK oraz standardowe Kolibri. Jak podaje firma Tsubaki Kabelschlepp może ona zaprojektować system nośników kabli i przewodów począwszy od ploterów komputerowych, czułych urządzeń testowych lub pomiarowych, po wyposażenie platform wiertniczych i szybkich automatycznych centrów obróbczych.

Z kolei przedsiębiorstwo LAPP KABEL oferuje prowadnice proste (basic chain) z łańcuchami wykonanymi z nylonu lub stali z bardzo giętkimi przewodami, rurami ochronnymi, wężami hydraulicznymi lub wężami pneumatycznymi bez zakończenia np. złączy, lub końcówek, prowadnice zasadnicze (core chain) zawierające zakończenia, oraz prowadnice złożone (extended chain) z jednostkami funkcyjnymi, takimi jak ramiona holownicze lub konstrukcje wsporcze.

Dobór

Prowadniki większości dostawców mają minimalny promienia gięcia i kontrolują zginanie chronionych przewodów, szczególnie w zastosowaniach z ruchem liniowym. Wiele prowadników ma zamkniętą konstrukcję rurową, która zapewnia dodatkową ochronę przed odpryskami spawalniczymi, gorącymi wiórami metalu i materiałami ściernymi.

Należy zwrócić wagę np. na taki parametr prowadników jak wytrzymałość. Mechanizm ruchomy powoduje przyspieszenia i liczy się tu całkowita waga przewodu, w tym waga po wypełnieniu, długość biegu, maksymalna rozpiętość i przyspieszenie. Częstym problemem jest plątanie i ścieranie przewodów. Cieńsze przewody mają tendencję do przemieszczania się między większymi. Kable o różnych przekrojach mają też różne charakterystyki zginania.

Dlatego w prowadniku ważne są separatory. Radzi się, by przewody o dużych różnicach średnicy układać w oddzielnych przedziałach, oraz nie mieszać z osłonami i izolacjami wykonanymi z niekompatybilnych materiałów. Niektórzy producenci oferują elastyczne systemy separatorów pionowych i poziomych półek, aby umożliwić dostosowanie układu wnętrza nośnika. Według specjalistów należy zwrócić uwagę na konstrukcję, bo mogą one być bardziej i mniej przyjazne dla kabli. Lżejsze prowadniki mogą przenosić większe ciężary wypełnienia, ponieważ wymagają mniejszego wsparcia dla własnej masy. Należy też zwrócić uwagę na równomierne rozłożenie masy w prowadniku.

Zgodnie z koncepcją produkcji Przemysłu 4.0 zakłada się konieczność łatwego i szybkiego przezbrajania linii produkcyjnych. Wymaga to, by prowadniki kabli i przewodów były kompatybilne z takimi oczekiwaniami. Prowadniki w fabrykach jutra będą też musiały być dostosowane do wyższych prędkości przyspieszenia ich ruchu.