Die Automatisierung industrieller Anwendungen nimmt in Zeiten von Industrie 4.0 einen immer größeren Stellenwert ein. Automationslösungen erfüllen dabei unterschiedliche Anforderungen: Einmal ist Präzision gefragt, dann wieder Geschwindigkeit, hohe Tragkraft oder Laufruhe. Expertenwissen, Erfahrung und viel Zeit sind notwendig, um entsprechende Systeme zu konstruieren und in Betrieb zu nehmen. Doch was so komplex erscheint, ist durch intelligente Software jetzt einfach zu realisieren. Digitale Automationslösungen von Item unterstützen Ingenieure und Konstrukteure von der Konfiguration und Beschreibung bis hin zur Programmierung und Inbetriebnahme ihrer Systeme. Aus einer Vielzahl von Möglichkeiten entsteht innerhalb kürzester Zeit die passende Komplettlösung aus Lineareinheit, geeignetem Motor und idealer Steuerung. Anwender profitieren von einer enormen Zeitersparnis und erhöhter Planungssicherheit.
Automationslösungen im industriellen Umfeld erfüllen unterschiedlichste Anforderungen: Manche Systeme sind für maximale Präzision ausgelegt, andere für höchste Geschwindigkeit. Wieder andere erfüllen Aufgaben für den Transport schwerer Lasten oder müssen einen Dauerbetrieb gewährleisten. Mithilfe der Lineartechnik werden komplexe Bewegungsabläufe in einfache Anwendungen entlang einer Achse umgesetzt. Eine klassische Lineareinheit besteht aus der Linearführung mit Schiene und Schlitten. Zusammen mit dem Antriebselement, dem Motor und der Steuerung entsteht eine Automationskomplettlösung. Der Weg zur perfekten Lösung ist allerdings komplex: Der Konstrukteur konfiguriert seine Anlage unter anderem auf der Basis von Datenblättern. Dabei muss er die passende Lineareinheit aus vielen unterschiedlichen Komponenten zusammenstellen, um die Anlage optimal auszulegen. Das ist umständlich und kostet viel Zeit. Da jedes Projekt nach unterschiedlichen Vorgaben konfiguriert wird, ist ein Automationssystem vorteilhaft, das verschiedene Lineareinheiten und viele Kombinationsmöglichkeiten bietet. „Die Welt der Automationsanwendungen ist sehr vielfältig“, erklärt Uwe Schmitz, Teamleiter Produktmanagement bei Item, dem Marktführer im Bereich Systembaukästen für industrielle Anwendungen. „Deshalb haben wir eine Softwarelösung entwickelt, mit der Anwender ihre Automationsaufgabe auf einfache Weise beschreiben und konfigurieren können.“
Integriertes Expertenwissen unterstützt bei der Konfiguration
Zunächst fragt das Konfigurationsprogramm alle notwendigen Parameter und Gegebenheiten ab. Über die grundlegenden Informationen hinaus sind dabei zusätzliche Daten, beispielsweise zu der Auslastung von Motoren oder zu thermischen Messungen, integriert. „Die Berechnungen, die unser Online-Tool berücksichtigt, basieren auf fundiertem Ingenieurwissen“, so Uwe Schmitz. „Das unterscheidet unsere Konstruktionssoftware von den marktüblichen Programmen.“ Der Anwender benötigt also keine speziellen Fachkenntnisse, um seinen Automationsprozess zu beschreiben. Die Software Motion Designer liefert auf der Grundlage der vorhandenen Informationen eine Automationslösung, die die gestellten Anforderungen vollkommen erfüllt. Dabei werden viele Rechenoperationen durchgeführt und innerhalb weniger Sekunden ausgewertet. Der Konfigurator erstellt ein Ranking der wählbaren Kombinationen, aus denen der Anwender die für seine Aufgabe passende auswählt. Für die Umsetzung klassischer Automationsaufgaben stehen 26 vormontierte Lineareinheiten mit unterschiedlichen Antriebs- und Führungstechnologien zur Auswahl, die ideal aufeinander abgestimmt sind.
Eine optimale Automationslösung innerhalb kürzester Zeit
Durch die Berechnungs- und Entscheidungshilfen erhält der Anwender eine enorme Unterstützung bei der Auslegung seiner Projekte. Bedeutende Vorteile der Automationslösung sind der Ausschluss möglicher Fehlerquellen und eine maximale Zeitersparnis. Während herkömmliche Programme Minuten benötigen, um ein Ergebnis zu liefern, zeigt die Konstruktionssoftware von Item in Sekundenschnelle die optimale Kombination unterschiedlicher Komponenten an. Ändert der Anwender einzelne Parameter, führt der Konfigurator erneut Berechnungen durch und ändert seinen Lösungsvorschlag entsprechend. Das Programm liefert eine umfangreiche Dokumentation mit übersichtlichen Gegenüberstellungen, technischen Informationen und Analysen. So haben Nutzer direkt im Blick, ob alle Anforderungen erfüllt sind und welche Leistungsreserven für spätere Anpassungen bleiben. Damit wird der Konstrukteur zusätzlich entlastet. „Über die technische Unterstützung hinaus bietet die Software Projektierern maximalen Komfort“, so Uwe Schmitz. Umständliche und zeitraubende Aufzeichnungen sowie manuelle Auswertungen sind somit passé.
Schnell eingerichtet und betriebsbereit
Ist mithilfe des Konfigurators Motion Designer die ideale Automationsanlage konstruiert, folgt nach der Lieferung die Inbetriebnahme des Systems. Die intelligente Steuerung unterstützt den Ingenieur bei diesem Vorgang: Per Knopfdruck vermisst sich die Lineareinheit selbst und ermittelt die für den Prozess notwendigen Parameter. Dabei greift die Software Motion Soft auf die technischen Daten von Motor, Getriebe, Steuerung und anderen Komponenten der Lineareinheit zurück, die während der Konfiguration in einer Datei abgelegt wurden. Die Inbetriebnahmesoftware liest diese aus und programmiert die Steuerung. Eine manuelle Eingabe ist somit nicht notwendig, was zu einer deutlichen Zeitersparnis führt und Fehler bei der Datenübertragung verhindert.
Verschiedene Anforderungen an Automationslösungen
Das intelligente Programm ist für vielfältige Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen geeignet. Bei klassischen Positioniersystemen mit Greif- und Ablegevorgängen (Pick-and-Place-Anwendungen) beispielsweise liegt der Fokus der Konfiguration auf den Aspekten Präzision und Wiederholgenauigkeit für den Dauerbetrieb. Die Lineareinheit sollte aus leichten Komponenten bestehen, die schnell beweglich sind. Für diese Anwendungsfälle bietet Item leichte Achsen mit Zahnstangenelementen an, die sich durch eine hohe Sicherheit bei vertikalen Bewegungen auszeichnen. Motor und Schlitten sind dabei fest montiert. Durch das geringe Eigengewicht ist diese Achse ideal für Pick-and-Place-Anwendungen geeignet.
Ein anderer Anwendungsfall ist der Transport schwerer Lasten. Häufig benötigen beispielsweise Industrieroboter entsprechende Lineareinheiten, um sich von einem Tätigkeitsbereich zum nächsten zu bewegen. Der Konfigurator von Item wählt dafür nur diejenigen Komponenten aus, die sich für den Transport schwerer Lasten eignen. Zum Einsatz kommt dabei häufig die Laufrollenführung, da sie auch bei großer Gewichtsbelastung dauerhaft funktionsfähig bleibt. Große Herausforderungen für den Konstrukteur bestehen in der exakten Reglerparametrierung. Unterstützung erhält er dabei durch die Software Motion Soft, die die passenden Einstellungen vornimmt, um Steuerung und Motor ideal aufeinander abzustimmen. Die ausgewählten Komponenten werden damit in der richtigen Reihenfolge, mit der passenden Geschwindigkeit und exakt zu den vorgesehenen Plätzen bewegt.
Sollen Positionieraufgaben durchgeführt werden, stellen sich wiederum ganz andere Anforderungen an die Automationslösung. Gefragt sind Laufruhe und höchste Genauigkeit, um beispielsweise Prüfsensoren zu bewegen sowie Drucker- oder Scanneraufgaben durchzuführen. Weiterer Schwerpunkt der Auslegung ist das Erreichen der idealen Geschwindigkeit und Beschleunigung. Das Fahrprofil ist dafür flexibel einstellbar und wird den unterschiedlichen Anforderungen angepasst. Zum Einsatz kommen meist Kreuzrollenführungen, die Kräfte ideal ableiten. Vorteile sind ein leichter Lauf durch eine besonders reibungsarme Bewegung sowie hohe Tragfähigkeit und Präzision.
Flexible Anpassung bei Bedarf
Der Konfigurator lässt sich in vielen verschiedenen Anwendungsfällen mit unterschiedlichen Anforderungen einsetzen. Da Item über ein umfangreiches Portfolio aus Linearführungen, entsprechenden Transportelementen, Antrieben und Zubehör verfügt, lassen sich Automationslösungen zu 100 Prozent auf die individuellen Anforderungen und Prozesse abstimmen. Die Lineareinheit wird einbaufertig geliefert und ist innerhalb kurzer Zeit betriebsbereit. Durch die Kompatibilität der einzelnen Komponenten können die Automationslösungen bei Bedarf einfach verändert werden. Auch Steuerung und Software ermöglichen eine flexible und schnelle Anpassung an neue Bedingungen. Darüber hinaus bietet Item Schnittstellen zu übergeordneten Steuerungen an, um die Lineareinheiten als Baugruppen in komplexe Prozesse zu integrieren. Damit ist eine einfache Anbindung an speicherprogrammierbare Steuerungen gegeben.
Item auf der LogiMat 2019: Halle 3, Stand C71
