Lineartechnik

Wahl ohne Qual

Baukastensystem für Linearantriebe
Bisher musste man Antriebssysteme aufwändig projektieren, konstruieren und aus Komponenten verschiedener Anbieter zusammenstellen. Aus einer Kooperation der Münsteraner Firma Systec mit der Universität Sofia entstanden DriveSets – fertige, mechatronische Standardlösungen der Antriebstechnik aus ingenieurmäßig aufeinander abgestimmten mechanischen, elektronischen und Softwarekomponenten. Sie lassen sich als Bewegungssysteme in Industrierobotern, Handhabungsautomaten und Sondermaschinen einsetzen.

Die Ausführung von Bewegungen ist die wesentliche Funktion vieler Maschinen. Auslegung und Integration der Bewegungssysteme waren für den (Sonder-) Maschinenbauer bisher mit hohem Aufwand verbunden. Wegen der Komplexität derartiger Vorhaben und der fehlenden Sicherheit wird häufig überdimensioniert, um auf der sicheren Seite zu liegen. Das führt zu überteuerten Systemen und damit zu Einbußen bei der Wettbewerbsfähigkeit. Mit ihrem Baukastensystem DriveSet entwickelte die Münsteraner Firma Systec ein anderes Konzept zur Projektierung und Integration von modernen Antriebssystemen.

DriveSets sind komplette mechatronische Antriebssysteme mit geprüfter Kompatibilität. Alle für den Bewegungsablauf einer Maschine erforderlichen Komponenten sind in einem Set enthalten und arbeiten gut zusammen: Steuerung, Motor(en), Achse(n), Verbindungsteile und auch die Steuerungssoftware gehören dazu. Diese Systeme sind komplett projektiert, konfiguriert, konfektioniert und getestet. Für die Projektierung eines Antriebssystems musste sich der Konstrukteur bisher mit jeder Komponente einzeln auseinander setzen. Der Motor muss zum Linearmodul passen, die Leistungselektronik zum Motor und eine Software – in der geeigneten Steuerung – die gewünschten Funktionen realisieren.

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Der Aufwand, ein derartiges Bewegungssystem zu projektieren, war beträchtlich. Der Auswahlprozess dauerte oft Tage oder Wochen, insbesondere wenn erst noch die Lieferanten der einzelnen Komponenten ausfindig gemacht werden mussten. Zudem war sicherzustellen, dass die zu beschaffenden Teile zueinander kompatibel und für die gestellte Aufgabe geeignet waren. Diese Art der Auslegung gestaltete sich aufwändig, teuer und fehlerträchtig. Für die Korrektheit der Projektierung trug allein der Konstrukteur die Verantwortung, denn kein Komponentenlieferant kann die Gesamtfunktionalität eines fertigen Systems garantieren.

Systec als Spezialist für komplette Bewegungssysteme geht jetzt mit ihren DriveSets einen anderen Weg: Anstatt langwierig zu rechnen, beschränkt sich der Auswahlprozess auf die Identifikation in einer übersichtlichen Grafik. Damit lässt sich das geeignetste Bewegungssystem anhand einiger geforderter Betriebseigenschaften identifizieren. In wenigen Minuten kann man ein komplett ausgelegtes Antriebssystem bestellen.

Bewegung mit System

Als Systemanbieter liefert Systec das gewählte DriveSet komplett einbaufertig: montiert, mit verdrahteten Endschaltern sowie allen mechanischen und elektrischen Anschlüssen und der für viele Einsatzfälle einfach parametrierbaren Software. Auf Wunsch gehören auch passende Energiezuführungen zum Lieferumfang. Der Anwender braucht das Komplettsystem nur auszupacken und einzubauen. Zudem sorgt Systec für die Betriebseigenschaften des kompletten DriveSets und nicht nur einzelner Komponenten, was einen Vorteil bei eventuellen Produkthaftungsfragen bedeuten kann. Die Beschaffung erfolgt mit nur einer Bestellnummer bei einem Lieferanten.

Am einfachsten lässt sich das passende DriveSet mit dem interaktiven Auswahl-Assistenten im Internet finden (www.drivesets.de). Im ersten Schritt wählt man den passenden Arbeitsraum aus. Es gibt je ein Diagramm für die drei Arbeitsräume Linie, Ebene und Raum. Mit den Angaben für Tragfähigkeit und Geschwindigkeit bestimmt man im zweiten Schritt den entsprechenden Punkt im Diagramm. Je nach Präzisionsklasse findet man im dritten Schritt die Nummern der in Frage kommenden DriveSets. Zwei Präzisionsklassen mit 0,025 und 0,1 Millimeter stehen zur Verfügung. Die Datenblätter sind im Katalog nach diesen Nummern sortiert. Die endgültige Auswahl des passenden Sets geschieht anhand der konkreten Datenblätter und ist nur noch von den gewünschten Befestigungs- und Integrationsmöglichkeiten innerhalb der Anlage abhängig. Ist die passende Lösung gefunden, wird die Profillänge für die gewünschten Verfahrwege der Achsen ausgesucht. Das ist der fünfte und letzte Schritt des Auswahlprozesses. Der gesamte Vorgang dauert nicht länger als zehn Minuten. Demnächst gibt es die DriveSets als 3D-Modelle zum Download für die direkte Übernahme in die CAD-Konstruktion – ein besonderer Vorteil, wenn es darum geht, Konstruktionskosten zu reduzieren.

Software nur noch konfigurieren

Zu jedem DriveSet gehört auch ein fertiges, konfigurierbares Softwarepaket. Funktionen wie Referenzfahrt, Handsteuerung und Parametereingabe durch den Maschinenführer sind bereits fertig realisiert und lassen sich durch einfache Konfigurationsmöglichkeiten auf den konkreten Anwendungsfall anpassen. Systemeigenschaften wie Maschinengrenzen, Beschleunigung und Geschwindigkeit wurden sinnvoll voreingestellt, so dass langwierige Experimente bei der Erstinbetriebnahme entfallen. Die mitgelieferte Programmierumgebung MotionBasic ermöglicht dem Anwender darüber hinaus das schnelle und komfortable Anpassen und Optimieren des offen gelegten Betriebsprogramms. Sind spezielle Funktionalitäten gefordert, programmiert das Unternehmen diese nach Kundenanforderung.

Durch die leistungsfähigen und mit umfangreicher I/O ausgerüsteten Positioniersteuerungen von Systec kann man in vielen Anwendungen auf eine weitere SPS verzichten. Allein die Positioniersteuerung der Baureihe Xemo reicht aus, die Gesamtfunktionalität zu realisieren. Sollte aus übergeordneten Gründen trotzdem eine SPS notwendig sein, ist zur einfachen Integration ein entsprechender Anschluss vorhanden. Auch Busvernetzungen sind möglich.Klaus-Gerd Schoeler (gm)

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