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DER KONSTRUKTEUR 12/2015

DER KONSTRUKTEUR 12/2015

MECHATRONIK I SPECIAL

MECHATRONIK I SPECIAL ler und absoluter Ausführung. Es misst so genau wie ein Glasmaßstab, ist aber unempfindlich gegenüber Vibrationen, Spänen, Verschmutzungen oder elektrischen und magnetischen Störfeldern. „In Zukunft werden wir Linearkomponenten und -systeme zunehmend mit weiteren Sensoren verschiedenster Art ausrüsten, um Betriebszustände zu erfassen“, kündigt Dr. Steffen Haack an. Ob Temperatur-, Schwingungs- oder Beschleunigungssensoren: Die Daten geben Auskunft über den aktuellen Betriebszustand und zeigen über Trend analysen Veränderungen an. Lebenslange Produktbegleitung verändert Service Das Erfassen von Betriebsdaten ist der erste Schritt. Damit können Anwender bereits dezentral Veränderungen erkennen und daraus Verschleiß ableiten, bevor er zu einem Stillstand führt. Künftig könnten Hersteller wie Bosch Rexroth diese Betriebsdaten mit Zustimmung der Anwender und unter Gewährleistung der Datensicherheit auswerten. Daraus können langfristig gesehen Lebensdauermodelle für Komponenten und Systeme erstellt werden. Die Aufgabe besteht darin, aus den gewonnenen Daten zuverlässige Vorhersagen für die unterschiedlichsten Einsatzszenarien abzuleiten. Eine Belastung durch Späne und Kühlschmiermittel wirkt sich anders aus als diejenige durch feine Holz- und Kunststoffstäube oder häufige Reinigungszyklen in der Lebensmittelverarbeitung. Hier steht die Entwicklung in der Lineartechnik zwar noch ganz am Anfang, aber wenn in Zukunft ausreichend belastbare Modelle zur Verfügung stehen, könnte Bosch Rexroth die aktuellen Betriebsdaten einer Komponente automatisch mit den entsprechenden Lebensdauermodellen abgleichen und den Anwender vorausschauend warnen, wenn Verschleiß auftritt. Mit dem Smartphone zum richtigen Ersatzteil Einige Fortschritte auf dem Weg in die Industrie 4.0 lassen sich kurzfristig umsetzen. Endanwender übernehmen in der Regel nach Ablauf der Garantie selbst die Wartung und Reparatur ihrer Maschinen. Bislang standen sie dabei häufig vor der Herausforderung, defekte Komponenten zeitaufwändig per Papier- oder Online- Katalog zu identifizieren: Welcher Hersteller, welche Baugröße, welche Maße, welche Bauform? Diesen Aufwand will Bosch Rexroth schon bald deutlich verringern. Dr. Steffen Haack: „Wir werden zukünftig erste Komponenten und Systeme mit QR-Codes kennzeichnen. Sie führen den Anwender zu allen wichtigen Informationen.“ Instandhalter scannen mit ihrem Smart Device den QR-Code auf den entsprechenden Komponenten ein und werden per Internet direkt auf die entsprechende Produktseite des Online-Katalogs geführt. In der maximalen Ausbaustufe sehen sie in Zukunft sämtliche Bestelldetails der entsprechenden Komponente – das virtuelle Abbild, wie es der Konstrukteur mit den Online-Tools konfiguriert hat. Damit können sie direkt per Fingertipp die notwendigen Ersatzteile über den eShop von Bosch Rexroth bestellen, ohne selbst die entsprechenden Komponenten heraus suchen zu müssen. Fazit Die Fortschritte bei der Lineartechnik sind nicht von heute auf morgen für alle Komponenten und Systeme umsetzbar“, weiß Dr. Steffen Haack. „Aber die Richtung ist klar definiert: Aus Mechatronik wird ein vernetztes Produkt. Daraus gewinnen wir Daten und Informationen. Umgewandelt in Wissen werden diese die Produktivität steigern und die Maschinenverfügbarkeit deutlich steigern.“ www.boschrexroth.de STATEMENT Dr. Michael Döppert, Chefredakteur Industrie 4.0 ist ein erst wenige Jahre alter Begriff, ganz anders ist das mit dem Begriff Mechatronik. Wenn man beide aber einmal hinterfragt – das kommt in diesem Beitrag und in den Worten von Dr. Steffen Haack deutlich zum Ausdruck – dann ist Mechatronik eine der Voraussetzungen für die Umsetzung von Industrie 4.0. Denn mechatronische Komponenten und Systeme können Informationen und Daten erzeugen. Die Summe aller Komponenten- und Systeminformationen ergeben die Maschinen daten. Die Summe der Maschinen - informationen bilden die Produktionsdaten. Auf allen Ebenen werden so digitale Abbilder realer Zustände zur Verfügung gestellt. Das schafft ein enormes Entwicklungs- und Optimierungspotenzial. Hier gilt eine alte Weisheit von Neuem: Wissen ist Macht! Die Maschine, die mehr über sich weiß, ist effizienter und damit wirtschaft licher. Genau das sind der Weg und das Ziel von Industrie 4.0. www.pmbearings.de • +49 (0)170-99 53 167 Präzisions-Führungssysteme 105261_Advertentie PMB-Bearings.indd 1PM Bearings GmbH.indd 1 15.06.2015 12-06-15 10:40:34 10:37 40 Der Konstrukteur 12/2015

SPECIAL I MECHATRONIC Koordinierte Bewegungen zwischen Piezo- und Servoachsen Der Ensemble-QLe-Piezoantrieb mit Nanopositionierung für den Schaltschrankeinbau von Aerotech ist für die nahtlose Verwendung mit der Ensemble- Familie von Antrieben und Reglern entwickelt. Er kann mit jedem Ensemble-Steuerungsnetzwerk verbunden werden, sodass eine koordinierte Bewegung zwischen den Piezo- und Servoachsen zu erhöhten Abtastungen führt. Mit einem Dual-Core- 456 MHz und doppelt genauem Fließkomma-DSP bietet er eine hohe Verarbeitungsleistung bei vielen Anwendungen, z. B. Punkt-zu-Punkt-Bewegung, linearer und kreisförmiger Interpolation, Mehrachsen- Fehlerkorrektur und Autofokussierung. High-Speed- Interrupts und Datenprotokollierung bieten einen Echtzeit-Link zu externen Systemen. Der Antrieb bietet außerdem Hochgeschwindigkeits-Positionserfassung und Mehrachsen-Position Synchronized Output (PSO) zur Impulsgeneration basierend auf tatsächlicher Positionsrückmeldung bei Anwendungen von Laserauslösungen bis zu Datenerfassungssystemen. www.aerotech.com Es geht auch Geberlos: optimierte Steuerung für Positionieranwendungen Die im VLT Automation Drive softwareseitig optional integrierbare Integrated Motion Control (IMC) von Danfoss arbeitet mit gängigen Motortechnologien, besitzt eine automatische Motor anpassung für die unterschiedlichen Typen und ermöglicht die sensorlose Rotorpositionserkennung sowie Drehmomentkontrolle. Während bisher ein Anwender für komplexe Anwendungen in Verbindung mit einem Frequenzumrichter noch eine entsprechende Motion-Control-Reglungsbaugruppe (intern oder extern) bzw. einen Geber für die genaue Steuerung eines Antriebs benötigte, wird nun dank der IMC eine VLT Automation Drive FC302 in die Lage versetzt, Positionieranwendungen ohne zusätzlich Hardwarebaugruppen zu lösen. Dasselbe gilt für Synchronisieranwendungen. Der IMC ist in die Software der FC302-Reihe integriert. Die Frequenzumrichter werden an die Anwendung durch einfaches Parametrieren angepasst, Kenntnisse in Servotechnik oder Programmiersprachen ist nicht erforderlich. www.danfoss.de Induktive Wegaufnehmer mit integrierter Elektronik Die Sensor-Elektronik von A. B. Jödden wertet Induktivitätsänderungen aus, die durch axiale Verschiebung eines Mu-Metallkerns hervorgerufen werden. Die Speise- und Auswerteelektronik ist im nur 10 mm dicken induktiven Wegaufnehmer der Firma Schreiber Messtechnik integriert. Mit der Betriebsspannung von 24 V DC benötigen die neuen Wegaufnehmer einen Betriebsstrom von nur 10 mA und liefern ein normiertes Ausgangssignal von 0 bis 10 V DC. Diese Parameter ermöglichen auch den Einsatz in mobilen Systemen. Ein integrierter Mikrocontroller wertet die axiale Verschiebung des Mu-Metallkerns aus. Das wegproportionale, analoge Ausgangssignal kann von vielen Auswerteeinheiten direkt verarbeitet werden. Die induktiven Wegaufnehmer messen Wege bis zu 20 mm mit hoher Auflösung. Bei den Tasterversionen wird der Stößel über eine integrierte Feder in die Ruhestellung gedrückt. Der elektrische Anschluss erfolgt über M12-Stecker. Die vergossene Bauweise (IP68) erlaubt den Einsatz der Sensoren auch bei extremen Umweltbedingungen. www.abjoedden.de DIE LOGISCHE KONSEQUENZ 66Technologien –– ein einstarkes Team Handhabungstechnik Dämpfungstechnik Lineartechnik Verfahrenstechnik Werkzeugtechnik Maschinentechnik Zimmer Zimmer Group Group Preisträger Preisträger des des handling handling AWARDS AWARDS 2015 2015 THE THE KNOW-HOW FACTORY www.zimmer-group.de

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