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Entscheidender Beitrag zur vernetzten Fabrik durch Kombination mit Elektrik, Sensorik und Software : Ausgabe 02/2016, 06.10.2016

Klarer Vorsprung durch intelligente Lineartechnik

Wenn es um Fortschritt in der Lineartechnik geht, scheint es dafür auf den ersten Blick nur eine Richtung zu geben: Linearführungen und -systeme bewegen immer grössere Lasten immer gleichmässiger und mit immer höheren Positionier- und Wiederholgenauigkeiten. Wer aber das Zusammenspiel aller Antriebstechnologien im Blick hat, erkennt Potenziale darüber hinaus.

Autor: Steffen Haack

Lineartechnik kann durch Kombination mit Elektrik, Sensorik und Software auch einen entscheidenden Beitrag in der vernetzten Fabrik leisten. Nachfolgend geht es um fünf Trends, welche die intelligente Lineartechnik in der Praxis unterstützen.

Einbaufertige elektromechanische Zylinder verbinden Mechanik mit der Flexibilität elektrischer Antriebe. Ein Softwarebefehl an den elektrischen Antrieb bewirkt, dass die Zylinder beliebige Positionen anfahren und komplexe Bewegungsprofile ausführen. Ohne ein zusätzliches Wegmesssystem erreichen sie Wiederholgenauigkeiten von bis zu ±0,01 mm. Kraftmessbolzen übermitteln die Werte analog an den elektrischen Antrieb oder die Steuerung und ermöglichen eine dezentrale Prozesssteuerung.

Betriebszustände überwachen und vorausschauend Warten lohnt sich

Wenn die Präzisionsansprüche hoch, aber die Umgebungsbedingungen rau sind, stossen bisher übliche Messsysteme an ihre Grenzen. In Kugel- und Rollenschienenführungen integrierte Absolutmesssysteme erfassen die absolute Position der Achse mit einer Auflösung von 0,025 µm. Sie erkennen sofort beim Einschalten die absolute Position der Achse und melden diese ohne Referenzfahrt an die Steuerung. Dazu benötigen moderne Systeme keine Pufferbatterien, die regelmässig erneuert werden müssten.

Sensoren messen Temperaturspitzen und Vibrationen. Diese Daten bilden die Basis für zukünftige Konzepte zur vorausschauenden Wartung. Sie sind aber erst dann aussagekräftig, wenn sie mit Lebensdauermodellen verglichen werden. In Belastungstests haben neu entwickelte Führungswagen eine doppelte Lebensdauer durch höhere Tragzahlen bei gleicher Baugrösse nachgewiesen. Zusammen mit den erfassten Betriebszuständen und vorausschauender Wartung steigern sie die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen erheblich.

Anlagen realitätsnah simulieren und dann zeitsparend in Betrieb nehmen

Gut und gerne zwanzig Minuten brauchte ein erfahrener Techniker bisher, um eine Linear­achse in Betrieb zu nehmen. Bei neuen mechatronischen Linearachsen und Aktuatoren dauert die Inbetriebnahme nur noch drei bis fünf Minuten. Ein digitaler Assistent unterstützt den Applikateur dabei. Der Techniker gibt nur noch eine Handvoll achsspezifischer Daten ein und kann den Antrieb dann sofort programmieren oder parametrieren. Zukünftig wird diese Funktionalität mittels QR-Code automatisiert zur Verfügung stehen.

Immer mehr Konstruktionsabteilungen stellen auf durchgängig digitale Abläufe um. Mit Auswahlhilfen oder Auslegungssoftware-Tools finden Konstrukteure durch eine intuitive Eingabeführung die richtigen Linear­technikkomponenten und mechatronischen Systeme, die sie sogar anwendungsspezifisch konfigurieren können. Die elektronisch erzeugten Daten fliessen dann direkt in die digitalen Konstruktionsmodelle ein und ermöglichen beispielsweise die virtuelle Simulation komplexer Maschinenbewegungen. 

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Modularisierung und Flexibilisierung


Digital unterstützte Inbetriebnahme

Autor


Steffen Haack ist Mitglied des Vorstands und zuständig für die Business Unit «Industrial Applications und Koordination Vertrieb» der Bosch Rexroth AG.