Vereinfachter Anschluss für elektrische Aktoren mit der Zimmer Bus-Box

Ein Kabel genügt

Um den Verdrahtungsaufwand elektrischer Handhabungskomponenten zu reduzieren, hat die Zimmer Group die Bus-Box entwickelt. Sie versorgt bis zu vier Aktoren mit Steuerungsdaten und elektrischer Energie und ist genauso einfach anschließbar wie eine Ventilinsel.

Bus-Box am Roboter: Die neuen Steuerungen der Zimmer Group können bis zu vier Aktoren steuern und mit Energie versorgen. (Foto: Zimmer Group)

Die elektrischen Komponenten von der Zimmer Group bieten extrem kurze Zykluszeiten und sind gleichzeitig sehr einfach anzuschließen: Ein einzelnes Kabel genügt, um die Komponenten mitsamt den integrierten Sensoren an die Steuerung anzubinden. Jetzt ist der Automationsspezialist aber noch einen Schritt weitergegangen und hat eine Bus-Box entwickelt, an der bis zu vier elektrische Aktoren der Serie 9000 angeschlossen werden können - wobei das System auf fast beliebig viele Aktoren erweiterbar ist. Der Anschluss erfolgt genauso einfach wie bei einer pneumatischen Ventilinsel: Einfach den Steckanschluss des jeweiligen Aktors an der BusBox einschrauben, und schon ist der Greifer oder der Vereinzeler ohne Programmieraufwand einsatzbereit. Zum Schaltschrank oder zur Steuerung führt dann, unabhängig von der Zahl der Aktoren, lediglich ein einziges Anschlusskabel zur Energieversorgung und eines für die Bus-Ansteuerung der BusBox, so dass der Aufwand für Verlegung, Anschluss und Wartungsaufgaben erheblich reduziert wird.

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Intelligent Power Supply übernimmt die Stromversorgung

In die Bus-Box haben die Ingenieure zudem einen Energiespeicher integriert, der die Stromversorgung der angeschlossenen Aktoren vereinfacht: Die elektrischen Aktoren der Serie 9000 werden generell nur in der Arbeitsphase bestromt und benötigen dann für einen Zeitraum von 30 bis 60 Millisekunden Ströme von etwa fünf Ampere. Statt nun jeden elektrischen Aktor an ein eigenes Netzteil mit fünf Ampere Leistung anzuschließen, können alle angeschlossenen Aktoren aus der Bus-Box versorgt werden. Je nach Zykluszahl der angeschlossenen Komponenten genügt es, die Bus-Box an ein Netzteil mit einer Leistung von fünf oder zehn Ampere anzuschließen: Der integrierte Energiespeicher versorgt dann bis zu vier Aktoren während der Arbeitsphasen mit dem benötigten Strom und wird in den Ruhephasen aus dem Netzteil nachgeladen.

Das spart erhebliche Investitionen in die Netzteile, reduziert Ausfallrisiken und Wartungsaufwand und senkt gleichzeitig den Verkabelungsaufwand.

Feldbus eröffnet neue Perspektiven

Die Ansteuerung der Aktoren erfolgt per Profibus, längerfristig ist auch eine Ausweitung auf Profinet und Ethercat geplant. Die Busansteuerung ermöglicht es dem Nutzer, auf viele Parameter der angeschlossenen Aktoren zuzugreifen. Beispielsweise kann die Innentemperatur der Aktoren ausgelesen werden. Anhand der aktuellen Zykluszahlen lässt sich die verbleibende Lebensdauer einer Komponente abschätzen und rechtzeitig eine Wartung oder ein Austausch vornehmen. Zudem lässt sich auch für die Teachposition eine spezifische Toleranzbreite einstellen. Der Greifer meldet dann das Erreichen der Greifposition nicht nur an einem vorgegebenen Punkt, sondern innerhalb einer gewissen Bandbreite - ein Merkmal, das vor allem beim Greifen nachgiebiger oder toleranzbehafteter Teile von erheblichem Vorteil sein kann.

Das technische Potenzial der Bus-Box ist enorm groß. Der Anwender kann es nutzen, muss es aber nicht: Im einfachsten Fall wird die Bus-Box wie eine herkömmliche Ventilinsel betrieben, an die Greifer und andere Aktoren angeschlossen werden und dann zurückmelden, ob sie offen oder geschlossen sind oder die Teachposition erreicht haben. Die Bus-Box wird gemeinsam mit den Vereinzelern der Baureihe VEE 9200 und den Nadelgreifern der Baureihe GEN 9100 auf der EMO 2013 der Öffentlichkeit vorgestellt und ist von da an im Markt erhältlich. Ihre Kosten sind mit denen einer Ventilinsel vergleichbar; gegenüber pneumatischen Lösungen anderer Hersteller, bei denen Ventilinsel und Sensorik getrennt sind, lässt sich sogar eine Kosteneinsparung von rund 30 Prozent erzielen.

Kleinteileseparierung mit Speed

Die Bus-Box kann die elektrischen Aktoren der 9000er-Baureihen von der Zimmer Group ansteuern, also neben den schon länger verfügbaren Parallelgreifern der Baureihe GEP9000 auch die neuen Vereinzeler der Baureihe VEE9200 sowie die neuen Nadelgreifer der Baureihe GEN9100.

Nachdem die Zimmer Group im Jahr 2012 den Prototypen des weltweit ersten elektrisch angetrieben Vereinzelers mit Impulsantrieb vorgestellt hat, kommt 2013 nun das weiterentwickelte Serienprodukt auf den Markt. Die Baureihe VEE9200 dient dazu, Werkstücke von anderen zu trennen, auf Förderbändern Kleinteile oder Tabletten zu separieren und so zum Beispiel eine Trennung zwischen Gut- und Schlechtteilen zu erreichen. Gegenüber dem Prototyp wurde die Geschwindigkeit weiter optimiert und erreicht jetzt volle 250 Zyklen pro Minute - ein Wert, der beste Voraussetzungen für eine hohe Maschinenauslastung und eine wirtschaftliche Produktion schafft. Wie die anderen elektrisch angetriebenen Komponenten sind die Vereinzeler dennoch Meister im Energiesparen, denn sie werden lediglich in der Arbeitsphase für etwa 20 Millisekunden bestromt. In der Ruhephase sind sie völlig stromlos und verbrauchen keinerlei Energie.

Die Vereinzeler sind in zwei Baugrößen mit zehn und mit 20 Millimeter Hub verfügbar. Sie sind mit einer integrierten Steuerung ausgestattet und können nach Anschluss der 24-Volt-Stromversorgung und der Steuerleitung sofort eingesetzt werden. Der Antrieb ist absolut verschleißfrei und damit weit zuverlässiger als vergleichbare Produkte, bei denen Motoren mit Getriebe eingesetzt werden. Zur Abfrage der Stößelpositionen ist ein Hall-Sensor integriert, der eine zuverlässige Überwachung des Vereinzelungsprozesses erlaubt. Der Stößel selbst besteht aus einer hartcoatierten, rostfreien Aluminiumlegierung, so dass die Vereinzeler auch für Anwendungen in Pharmazie und Lebensmitteltechnik geeignet sind. Auch die Führungsbuchse ist auf Zuverlässigkeit ausgelegt und besteht aus langlebiger Lagerbronze mit hervorragenden Notlaufeigenschaften.

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