Minimierung der Rüstzeiten durch Kompaktstellantriebe

Je öfter, je schneller

Eine typische Verarbeitungsmaschine verfügt, um sich flexibel an die variierenden Größen der einzelnen Produkte anzupassen, über zahlreiche Achsen, Anschläge und Einstellmöglichkeiten. Michael Schwab, Produktmanager DriveLine bei Siko, rechnet vor: ¿Hat die Maschine insgesamt 14 Verstellmöglichkeiten, die zum Teil schwer zugänglich sind, dann benötigen zwei Mann zur manuellen Einrichtung rund zehn Minuten für einen kompletten Formatwechsel. Wenn nun sämtliche Achsen mit einem Stellantrieb automatisiert werden und einmal in der Stunde das Produkt wechselt, ergibt sich damit eine Minimierung der Rüstzeit und eine Leistungssteigerung von fast 15 Prozent.¿ Oder anders ausgedrückt: ¿Je mehr Achsen an einer Maschine zu verstellen sind, und je öfter dies zu geschehen hat, desto schneller amortisieren sich die höheren Kosten für die Automatisierung.¿ Dem Rechenbeispiel folgen immer mehr Anwender. Jetzt stellt das Schwarzwälder Unternehmen mit dem AG05 ein weiteres Mitglied dieser Antriebsfamilie vor, dass durch seine kompakten Abmessungen ganz neue Möglichkeiten der Automatisierung bietet. Das erste Mitglied der Produktlinie, der Stellantrieb AG01, kam bereits 2002 auf den Markt, 2003 folgte der AG02, der dann ein Jahr später mit einem integrierten Profibus-DP-/CANopen-Interface ausgestattet wurde. Das AG01 ist mit einem 70 W und das AG02 mit einem 150 W 24V-DC-Hochleistungsmotor ausgestattet. Pluspunkte verbuchen die Antriebe das einfache Regelverhalten, die lange Lebensdauer und nicht zuletzt auch durch das hohe Anlaufmoment, das es ermöglicht, durch Verschmutzung festgesetzte Spindeln loszubrechen. Je nach gewählter Übersetzung steht ein Abtriebsnennmoment von 1,1 bis 9 Nm bei Nenndrehzahlen von 100 bis 500 min-1 zur Verfügung ¿ und damit genug, um die Arbeit von manuellen Verstellgliedern zu übernehmen. Durch die innovativen DriveLine Kompaktstellantriebe lassen sich Standby-Zeiten von Maschinen und Anlagen deutlich reduzieren. Das verringert auf der einen Seite wertschöpfungsfreie Stillstandzeiten, auf der anderen Seite wird mit der Energieeinsparung (Druckluft- u. Wärme- bzw. Kälteleistung) ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet. Benötigt der AG01 noch eine separate Endstufe, besitzt der AG02 einen integrierten Motorregler. Bei allen Unterschieden bestehen aber auch Gemeinsamkeiten. Die durchgehende Hohlwelle mit einem maximalen Wellendurchmesser von 14 Millimeter ist allen Antrieben, vom AG01 bis zum AG03, zu eigen. Durch die Hohlwellenkonstruktion des Getriebes gelingt nicht nur die Montage und Inbetriebnahme ohne größere Probleme, sondern auch der 1-zu-1-Austausch von manuellen Verstellelementen nach dem Motto: Handrad oder Postitionsanzeige von der Spindel entfernen, Antrieb aufstecken, arretieren, fertig. Der AG04B ist mit einem Drehmoment von 14 Nm und einer Drehlzahl von max. 375 min-1 der leistungsstärkster Antrieb im Portfolio der Stellantriebe. Der AG04B wartet mit einem maximalen Hohlwellendurchmesser von 20 mm und einer optionalen Federkraftbremse auf. Siko geht in der strategischen Produktauslegung weiter und bietet durch das hauseigene Portfolio eine Bandbreite für die Formatverstellung von Spindeln und Achsen, wie sie nach Firmenangaben kein anderer Anbietet offerieren kann. So bietet Siko vom mechanischen Handrad oder der klassischen mechanisch-digitalen Positionsanzeige, bis hin zur halbautomatisierten elektronischen Positionsanzeige mit Soll- / Istwertabgleich und Bus-Anbindung auch Kompaktstellantrieben, wie das neuen AG05, zur Vollautomatisierung an. Bei den Schwarzwäldern steht Flexibilität für den Maschinenbauer wie für den Endanwender im Vordergrund. "Bei der Positionierung von Maschinenachsen und -spindeln bleibt es dem Endanwender überlassen, welchen Weg er geht. So kann er für jede einzelne Achse die beste Verstellmethode auswählen und dank der Holwellenkonstruktion z. B. das Handrad durch einen kompakten Stellantrieb, wie den AG05, ersetzen", erläutert Michael Schwab.

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Klein wie eine Getränkedose

Zuwachs: Die Familie der Stellantriebe aus der Produktlinie DiveLine. (Fotos Siko)

Der besagte Verstellantrieb AG05 ist eine Weiterentwicklung der bisherigen Stellantriebe und übertrifft diese in Punkto Funktionalität um. So erfolgt die Inbetriebnahme entweder am Antrieb selbst oder über die Buskommunikation. Für die Montage ist kein zusätzliches Material erforderlich. Der Programmier-aufwand sowie die Rüst- und Einstellzeiten seien minimal, so dass eine schnelle Aktivierung möglich ist. Der Anwender wird bei der einfachen Inbetriebnahme durch ein zweizeiliges Display perfekt unterstützt. Zudem ermöglicht es im Betrieb die Beobachtung von Soll- und Istwert. In dem schwarzen Kunststoffgehäuse befindet sich ein bürstenloser 24 V DC-Motor mit einem Planetengetriebe, Controller, Leistungselektronik und integriertem Feldbus-Interface. Die exzellente Laufruhe mit einer Leistungsdichte von 30 W/dm³ zeichnen den innovativen Antrieb aus. Die Einbindung in verschiedene Sicherheitskonzepte ist einfach, da die Spannungsversorgung für die Steuer- und Leistungselektronik getrennt erfolgt. Die übergeordnete SPS wird durch die integrierte Regelelektronik maßgeblich entlastet. Außerdem sind Überwachungsfunktionen für Temperatur-, Strom- und Schleppfehler bereits im Antrieb integriert. Der Ladezustand der Batterie wird kontinuierlich überwacht, so dass ein notwendiger Batteriewechsel, der durch den Anwender durchgeführt werden kann, frühzeitig angezeigt bzw. gemeldet wird. Durch die Batteriepufferung des magnetischen des low-power-consumption (LPC) Messsystems werden auch Positionsabweichungen im stromlosen Zustand erfasst und eine erneute Referenzierung erübrigt sich.

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