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DER KONSTRUKTEUR 9/2015

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 02 Die Simulation kompletter Materialfluss- und Produktionssysteme bietet noch großes Wertschöpfungspotenzial Aus Sicht von Machineering ist dieses Variantenfeld eine typische und passende Bandbreite der Aufgabenstellung in der Handhabungstechnik. Mechatronische Anlagen und deren komplexe Bewegungssteuerungen im Einklang mit dem Produktstrom durch die Maschine zu entwickeln, ist ein aufwendiger und anspruchsvoller Prozess. Der Vorteil, eine realistische Simulation von Materialflüssen in Echtzeit zu visualisieren, verkürzt drastisch die Prozesse für die reale Inbetriebnahme. Bewertung des Nutzens der Simulation Interessant ist in diesem Zusammenhang die Bewertung einer Simulation aus der Sicht eines Anwenders, der die Belange der Maschinenbauer kennt. Was bringt es wirklich, alle Steuerungen vorzeitig programmieren und im virtuellen Betrieb testen zu können? Fundierte Aussagen über Erfahrungen mit der Software Industrial Physics kann AEM August Elektrotechnik GmbH in Hohenroda machen. Heutige Automatisierungslösungen erfordern kürzere Realisierungszeiträume, wobei Entwicklungs-und Umsetzungsprozesse stetig zu optimieren sind. Die geforderte hohe Transparenz in der Entwicklung verlangt vom Engineering ein „Yousee-how-it-works!“ plus eine kurze Inbetriebnahme vor Ort. Eine von AEM durchgeführte Marktanalyse gängiger Simulationstools favorisierte die 3D-Simulation mit Industrial Physics, wobei auch die Schnittstellenkompatibilität der Software mit den eingesetzten Steuerungssystemen zugunsten der Machineering- Lösung entschied. Für AEM galt es nun, Entwicklungsarbeiten durchzuführen, die Systemkomponenten zur Simulation sowie die interne Simulationslogik und die Funktionsbausteinlogik im Automation Studio zu definieren. Im Resümée hat sich für das mittelständische Unternehmen nach sechs-monatigen Einsatz von Industrial Physics die Entwicklungsumgebung für eine Anlagensimulation ergeben, die hundert Antriebe inklusive deren Steuerung beinhaltet – ein Aufwand, der heute 3,5 Manntage Entwicklungszeit umfasst. In der kompletten Simulation sind Abläufe und Taktzeiten visualisiert, deren Optimierung ganz augenscheinlich ist. Die Live-Projektierung der Software am Simulationsmodell erleichtert die Softwareentwicklungszeit um derzeit etwa 20 %. Nicht exakt zu verifizieren ist der vertriebliche Nutzen durch das Anlagenmodell. Letztendlich schafft es eine starke Kundenbindung, die für weitere Projektgespräche hilfreich ist. Für die Inbetriebnahme sind die Zahlen überzeugend, denn am Schreibtisch erleichtert sich die virtuelle Inbetriebnahme um satte 75 %, wohingegen die Inbetriebnahme vor Ort derzeit eine Erleichterung von 25 bis 35 % bringt. Die Erfahrungen haben gezeigt, dass die Potenziale mit einer 3D-Software längst nicht ausgeschöpft sind. Die Zahlen sind noch zu toppen, da die virtuelle Inbetriebnahme am Schreibtisch noch bis zu 90 % steigen kann und bei der Inbetriebnahme vor Ort sogar die Hälfte des Aufwandes einzusparen ist. Die Tatsache, dass sich der Aufwand der Softwareprogrammierung mit Simulation sogar noch um 30 % reduzieren lässt, gibt dem mechatronischen Ansatz im Maschinenbau noch mehr Nahrung. www.machineering.de STATEMENT Dr. Michael Döppert, Chefredakteur Simulation ist längst nicht mehr nur ein Thema für die Luft- und Raumfahrt oder die Automobilindustrie. Auch im allgemeinen Maschinenbau, wie zum Beispiel in der Robotik, ist das Thema angekommen. Es reicht von der Werkstoff-, über die Bauteil-, Baugruppen- bis zur Bewegungs- und Steuerungssimulation. Simulationssoftware wird zunehmend zum zentralen Werkzeug des Konstrukteurs in einer immer stärker mechatronisch ausgebildeten Maschinenwelt werden. Simulations-Tools bieten heute schon weit mehr Optimierungspotenzial als klassische 3D-CAD Software. Es ist für mich durchaus auch vorstellbar, dass in Zukunft 3D-CAD-Funkltionalität in Simulationssoftware integriert ist und nicht umgekehrt. Dann könnte es generell heißen: Am Anfang der Konstruktion steht die Simulation – und nicht mehr die geometrische Bauteilauslegung. 46 Der Konstrukteur 9/2015

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Lineareinheit für hohe axiale Kräfte Eisenloser Linearmotor Die Produktfamilie R-Plus System aus der Actuator Line von Rollon umfasst Linearachsen mit Zahnstangenantrieb. Die Lineareinheit RP-160 ist für hohe axiale Kräfte ausgelegt, effizient bei langen Hüben und auch für vertikale Anwendungen geeignet. Zusätzlich können auf dieser Linearachse mehrere Läufer unabhängig voneinander betrieben werden. Die Reihe R-Plus besteht aus selbsttragenden Aluminium-Strangpressprofilen, auf denen Linearschienen mit Kugelumlaufführungen und integrierter Kugelkette montiert sind. Alle Kugelumlaufführungen sind mit Kugelkäfig- Technologie ausgestattet. Die Laufrillen der Linearschienen sind im Rundbogenprofil geschliffen und haben einen Kontaktwinkel von 45°. Die Kraftübertragung geschieht über eine schrägverzahnte, gehärtete und getemperte Zahnstange (Modul 2, Qualität 6) mit geschliffenen Zähnen. Jede Lineareinheit wird komplett mit einem vorinstallierten Reduziergetriebe und einem integrierten Schmier- Kit zum Einfetten des Ritzels geliefert. Die Lineareinheit RP-160 ist auf hohe Tragzahlen ausgelegt und überbrückt Hübe von 800 bis 5700 mm in einem Stück. Längere Hübe sind mit speziellen Verbindungen von Rollon möglich. Die maximale Wiederholgenauigkeit liegt bei ± 0,05 mm, die maximale Quergeschwindigkeit beträgt 3 m/s und die maximale Beschleunigung 20 m/s². Die RP-160 bewirkt einen linearen Vorschub von 167 mm pro Umdrehung. Das Gewicht je 100 mm Hub beträgt 2,3 kg und das Gewicht bei Nullhub 26 kg. www.rollon.de Das Unternehmen Hiwin erweitert den oberen Leistungsbereich seiner Linearmotorserie LMC um die Baugröße LMCF. Die neue Variante erreicht Dauerkräfte bis 684 N und kurzfristige Maximalkräfte bis 2736 N; bei einer Abmessung des Motors inkl. Stator von 172 mm Höhe und 41,1 mm Breite. Aufgrund der Kombination mehrerer Statoren (Magnet bahnen) lassen sich beliebig lange Verfahrwege realisieren. Genauso können mehrere Forcer (Linearmotoren) auf einer Linearmotorachse betrieben werden, die sich entweder unabhängig voneinander oder zur Erhöhung des Vorschubs auch parallel schalten und ansteuern lassen. Das Forcer-Gewicht des Linearmotors LMCF beträgt je nach Ausführung zwischen 2,5 und 7,5 kg. Die Synchron-Linearmotoren der Baureihe LMC zeichnen sich durch hohe Beschleunigungen und eine hohe Gleichlaufgüte aus. Durch den eisenlosen Forcer und den U- förmigen Statoraufbau mit optimierter Anordnung der Permanentmagneten treten zum einen zwischen Forcer und Stator keine Rastmomente auf und zum anderen werden keine magnetischen Anziehungskräfte in das Führungssystem eingeleitet. Zudem verfügt der Forcer durch seine kompakte, eisenlose Konstruktion und Epoxid-vergossene Spulen über ein geringes Eigengewicht. www.hiwin.de igus ® dry-tech ® ... schmierfrei Lagern leicht gemacht ... News ´15 ... Millimeterweise online konfigurieren ... xiros ® Förder- und Transportrollen-Komplettlösung Aus leichten Aluminiumrollen und wartungsfreien & günstigen Polymer-Flanschkugellagern. In 1 mm-Schritten (25 - 1500 mm) online konfigurieren und bestellen. Diese und viele weitere motion plastics ® -News finden Sie online auf igus.de/neu plastics for longer life ® igus ® GmbH Spicher Str. 1a 51147 Köln Tel. 02203-9649-145 info@igus.de Besuchen Sie uns: Husum Wind - Halle 5 Stand B31, Motek - Halle 4 Stand 4310 Der Konstrukteur 9/2015 47 Igus+Messe.indd 1 19.08.2015 07:55:12

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