Industrielle Automation mit Elektroantrieben

Industrielle Automation mit Elektroantrieben
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Die ganze Palette der neuen elektrischen Antribe von SMC: Kompaktschlitten, Zylinder, Linearachsen und verschiedene Greifer.
09.12.2010 | Elektroantriebe gewinnen für die Automatisierung stetig an Bedeutung. Lange galten sie der Pneumatik wegen dem zeitintensiven Programmieraufwand und höheren Komponentenkosten unterlegen. SMC hat sich mit seinen neusten Elektroantrieben und -greifern diesbezüglich sehr nahe an sein Hauptgebiet, die Pneumatik, angenähert.

Heute wachsen die verschiedenen Technologien für die Automatisierung immer mehr zusammen. Wer heute automatisiert, setzt sich unweigerlich mit verschiednen Technologien auseinander; Sensorik, Instrumentierung, Prozesstechnik, Elektronik, Elektrotechnik und Pneumatik kommen häufig kombiniert zum Einsatz. Das heisst für Automations-Unternehmen, dass sie die genannten Technologien aus einer Hand anbieten müssen können. SMC, als weltweit führender Experte für Pneumatik bekannt, hat dies früh erkannt. Das Unternehmen richtet seine Forschungs- und Entwicklungsbestrebungen schon seit Jahren auf diese verschiedenen Technologien aus. In der vergangenen Zeit gelangen SMC vor allem  im Bereich elektrische Antriebe mit der LE-Serie besondere Entwicklungen. So konnten die Baugrössen und Preise von vergleichbaren Elektroantrieben massiv gesenkt werden. Ein Antrieb der neuen LE-Serie, der eine Masse von 10 Kilogramm transportieren kann, benötigt im Vergleich zum Vorgängermodell 75 Prozent weniger Platz.

Einfache Inbetriebnahme

Einfache Inbetriebnahme
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Grössenvergleich: Das neue Modell LEFS benötigt im Vergleich zum Vorgängermodell LJ1H erheblich weniger Platz.
Die SMC-Elektroantriebe sind grundsätzlich immer nach demselben Prinzip aufgebaut: Führung, Spindel oder Riemen und ein Motor. Bei letzterem strebt SMC immer eine Ansteuerung an, welche so einfach wie möglich ist. So auch bei der neuen LE-Serie: Die Inbetriebnahme wird durch das «plug&play»-System vereinfacht und verkürzt. Bereits voreingestellte Controller helfen Falschparametrisierungen zu vermeiden und erfordern keine tieferen Antriebskenntnisse. Gleich verhält es sich mit der Programmierung des Elektroantriebes. «Es braucht keinen Steuerungsspezialisten, denn die Programmierung ist so einfach wie das Ausfüllen einer Excel-Tabelle», erklärt Daniel Rellstab, Technischer Supporter für Elektroantriebe bei der SMC Pneumatik AG.

Schnelle Bestimmung durch Experten

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Anwendungsbeispiel: Die Linearachse LEF bringt einen Spraykopf in die richtige Position um Werkstücke zu besprayen.
Vor der Inbetriebnahme gilt es jedoch aus einer Fülle von Optionen, den richtigen Antrieb auszuwählen. Wie definiert man, welcher Antrieb auf die eigene Anwendung passt? Laut Rellstab ist dies keine Hexerei: «Bereits vier Kriterien reichen, um den elektrischen Antrieb mechanisch zu definieren.» Als erstes bestimmt die zu bewegende Masse die Baugrösse des Antriebes. Anschliessend wird über die erforderte Positioniergenauigkeit ermittelt ob ein Spindel- oder Riemenantrieb benötigt wird, wobei die Spindel wesentlich höhere Genauigkeiten erzielt. Als drittes Kriterium definiert die Geschwindigkeit die Ausführung des Elektroantriebes. Schliesslich beeinflusst die Montage des Werkstücks die Führung. Durch diese vier Auswahlkriterien ist der Antrieb bereits definiert. Die Abklärungen, welches Modell für die Anwendung des Kunden in Frage kommt, findet häufig in wenigen Minuten am Telefon statt. «Am besten hat der Kunde bereits eine grobe Skizze von seiner zu realisierenden Anwendung, damit die SMC-Experten eine Vorstellung davon kriegen und den optimalen Elektroantrieb bestimmen können», so Daniel Rellstab.

Ist die Mechanik nach beschriebenem Vorgehen bestimmt, geht’s an die Programmierung, welche stets mit dem Konstrukteur der Anwendung und dem Steuerungsbauer statt findet. Hauptkriterium sind hier die Positionen, welche mit dem Elektroantrieb angefahren werden. Die neue LE-Serie von SMC erlaubt 64 unterschiedliche Positionen.

In der Mehrfachpositionierung liegt auch ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Pneumatik. Während Druckluftantriebe lediglich Endpositionen anfahren können, erlauben Elektroantriebe unterschiedliche Positionen, welche jederzeit umprogrammiert werden können. Auch Kraft und Bewegung lassen sich bei Elektroantrieben regulieren. So ist beispielsweise das Greifen von unterschiedlich grossen oder druckempfindlichen Teilen ohne Probleme möglich, was vor allem für den Roboterbau interessant ist. Ebenso wie das gleichmässige Anfahren, Bewegen und Abbremsen, was bei Plotanwendungen entscheidend ist. Generell eignen sich Elektroantriebe für jegliche Art von Transfer- und Positionieranwendungen für Handlings im Maschinenbau.


Nach wie vor gilt Pneumatik als kostengünstigere und vor allem einfachere Technologie, die keine eingehenden Kenntnisse erfordert und bei praktisch allen Betriebsbedingungen einsetzbar ist. Doch mit den neuen «easy Setting»-Antrieben der LE-Serie hat sich SMC bezüglich Kosten und einfacher Handhabung mit den Elektroantrieben bereits stark an die Pneumatik angenähert.

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