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DER KONSTRUKTEUR 11/2015

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ANTRIEBSTECHNIK An

ANTRIEBSTECHNIK An Dynamik kaum zu überbieten Für kürzere Zykluszeiten – Handlingroboter mit dynamischem Energiespeicher In dem jüngst eröffneten Automation Tech Center an dem Schuler Standort in Gemmingen wurde die neue Crossbar Roboter-Generation 4.0 vorgestellt. Mit diesem Roboter geht der Pressenbauer neue Wege nicht nur im Design, sondern vor allem auch in Sachen Energiemanagement. Mit im Spiel ist hier der dynamische Energiespeicher. auch letzte Zeitreserven genutzt werden können. Durch den Einsatz des dynamischen Energiespeichers DES 3.0 der Michael Koch GmbH wurde eine Steigerung der Hubzahl erreicht. Der DES bringt dem Crossbar Roboter zwei Vorteile. Zum einen eine Energieeinsparung von ca. 20-25 % und zum anderen schafft der Roboter eine höhere Hubzahl für die Pressenverkettung. Abhängig von der Teilgeometrie können jetzt 15 Teile statt vorher 12 Teile bewegt werden. Der DES, der in der Handhabung so einfach wie ein Bremswiderstand und ungemein Effizienz erhöhend ist, eignet sich damit auch für viele andere Anwendungen in der elektrischen Antriebstechnik. In Dynamische Energiespeicher schonen die Antriebselektronik, erhöhen Dynamik und Energieeffizienz Der Crossbar-Roboter 4.0 basiert auf einem sechsachsigen Industrie-Roboter, den Schuler Automation um zwei Achsen, nämlich eine Fahr- sowie eine weitere Schwenkachse ergänzt hat. Die zusätzlichen Achsen bilden den horizontalen Antrieb sowie eine weitere Variabilität am Roboterkopf. Damit kann er mit viel Bewegungsspielraum Teile innerhalb einer Pressenlinie trans portieren. Er entnimmt dem Werkzeug der Presse bis zu vier Teile gleichzeitig, positioniert sie gegebenenfalls neu und legt sie direkt und ohne Zwischenablage in das Werkzeug der folgenden Pressenstufe ein. Die Schnelligkeit der neuen Robotergeneration macht es möglich, dass die Werkstücke schon während der Öffnungsphase aus der Presse entnommen werden. Auf der Beladungsseite geschieht ähnliches: Der Roboterarm mit seinen Haltewerkzeugen befindet sich noch in der Presse, wenn diese ihren Schließvorgang beginnt. Die Dynamik des Roboters ermöglicht die Optimierung der Bewegungen derart, dass seiner Standardausführung ist er für alle Umrichter mit einer Zwischenkreisspannung bis 800 Volt DC (was dem gängigen Netzanschluss von 400 Volt AC entspricht), die über einen direkten Zwischenkreisanschluss verfügen, ausgelegt. Dabei gilt: Auspacken, mit drei Litzen anschließen und Energie sparen – mehr Arbeitsschritte sind für den Nutzer nicht erforderlich. Der Speicher regelt sich von Beginn an selbständig. Referenzgeber für die Energieaufnahme und Energieabgabe ist der Bremschopperausgang des Umrichters. Der DES ermittelt darüber die relevanten Spannungsebenen im Gleichstromzwischenkreis des Umrichters und stellt seine Arbeitsparameter darauf ein. Bremst der Antrieb, steigt die Zwischenkreisspannung. Übersteigt diese den bei der ersten Bremsung ermittelten Grenzwert, nimmt der DES die Energie auf. Die Energie wird hier solange gespeichert, bis die Spannung den unteren Schwellenwert erreicht. Dann wird die gespeicherte Energie wieder in den Zwischenkreis zurückgegeben, noch bevor Energie aus dem Netz geholt wird. Dies ist der entscheidende Moment der Energieeinsparung. Der Speicher des DES entlädt sich bis auf den zuvor automatisch festgelegten Mindestpegel und wartet auf die nächste Bremsung. Die Flexibilität in Bezug auf seine Einsatzfähigkeit und seine Selbständigkeit verleihen dem Gerät das Attribut dynamisch. Das Speichermodul arbeitet als schonender Stabilisator des Zwischenkreises und hat keinerlei Kontakt mit dem eingangsseitigen Stromnetz. www.bremsenergie.de 32 Der Konstrukteur 11/2015

ANTRIEBSTECHNIK Perfekter Milchschaum dank bürstenlosem DC-Motor Die Produktion von Milchschaum in guter Qualität für Selbstbediener-Kaffeemaschinen ist schwierig und nicht wirklich zufriedenstellend. So wurde ein neues Verfahren mit einem geschlossenen Mischer mit einem rotierenden Innenleben entwickelt. Die Milch wird mit dem Dampf in eine Kammer gedrückt, in der eine Scheibe mit Kammstruktur eingebaut ist. Die Scheibe rotiert mit hoher Drehzahl und schäumt die Milch auf. Durch die Parameter Dampfdruck, Milchmenge und Drehzahl lässt sich jede gewünschte Struktur des Milchschaums erzeugen. Alle zunächst angedachten Lösungen für die Serie waren entweder technisch nicht durchführbar oder nicht wirtschaftlich. Durch die Idee, Milch und Dampf durch den Motor zu leiten und mit dem Rotor zu mischen, entstand ein komplett mit lebensmittelechtem Kunststoff gekapselter BLDC-Motor ohne Wellendichtungen oder Magnetkupplungen, der nur mit einem O-Ring abzudichten war. Auf der klassischen A-Flansch-Seite sind nun die Anschlüsse für Dampf und Milch, am B-Flansch kommt der perfekte Milchschaum heraus. Der Motor hat ca. 100 W Leistung, 4000 min -1 und 24 V DC als Spannungsversorgung sowie eine Steuerplatine, die Fehler im Antrieb erkennt und zurückmeldet. Kern liefert einbaufertige Mischer, die der Kunde direkt in die Kaffeemaschine einbaut, da die Mischer zu 100 % auf Dichtheit geprüft sind. www.kern-motion.com Kupplungen für hohe Drehzahlen und Dynamiken Germany | USA | Mexico | China R+W bietet verschiedene Kupplungs-Modellreihen mit einem niedrigen Massenträgheitsmoment für hohe Drehzahlen und Dynamiken an. Die Baureihe MKS z. B. bietet Miniatur-Metallbalgkupplungen bis 10 Nm, die aufgrund ihres symmetrischen Designs und einer Wuchtung in Qualität 2,5 bis 120 000 min -1 geeignet sind. Müssen Achsabstände bis 6 m überbrückt werden, ist mit dem Modell ZAL eine Metallbalg- Gelenkwelle mit CFK-Zwischenrohr erhältlich, die ohne zusätzliche Zwischenlagerung ebenfalls für hohe Drehzahlen und bis 800 Nm Nenndrehmoment geeignet ist. Mit der Baureihe SL sind TÜV-geprüfte Leichtbau-Sicherheitskupplungen verfügbar, die durch eine hohe Leistungsdichte und ein geringeres Gewicht im Vergleich zu den klassischen Modellen punkten. Mit eigenen Wucht maschinen und Prüfständen kann der Hersteller weitere Baureihen und Sonderlösungen für hochdynamische Anwendungen anbieten. Gear Technology. Worldwide. Planetary Gears. Designed to your needs. plg.imsgear.com Halle 1 · Stand 161 www.rw-kupplungen.de IMS.indd 1 24.09.2015 11:58:21 Der Konstrukteur 11/2015 33

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