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DER KONSTRUKTEUR ASB / 2019

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DER KONSTRUKTEUR ASB / 2019

MOTOREN UND STEUERUNGEN

MOTOREN UND STEUERUNGEN DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Konstrukteure stehen beim Design von Anlagen stets vor der Wahl, die Antriebstechnik elektrisch oder pneumatisch auszuführen. Aktuelle Trends in der Automatisierungstechnik weisen elektrischen Antrieben eine Vorreiterrolle zu. Doch auch die Pneumatik hat längst noch nicht abgedankt. In Abwägung der technischen und wirtschaftlichen Kriterien, lässt sich für nahezu jede Anwendung eine klare Entscheidung treffen. Wir zeigen wie. Bei der Konstruktion von Maschinen und Anlagen berücksichtigen Planungsingenieure gleich mehrere Kriterien: Sowohl die Dynamik, Kraft, Regelbarkeit, Laststeifigkeit und vor allem die Wirtschaftlichkeit gilt es im Blick zu behalten und abzuwägen. Wenn es gelingt, diese Faktoren in Einklang zu bringen, entstehen optimale Lösungen. Auf dem Weg dahin gilt es, viele Fragen abzuklären. Zu den wichtigsten gehören: n Passen die Bauformen zu den Aufgaben und dem Platzangebot? n Welche Kräfte und Geschwindigkeiten sind für die Aufgabe erforderlich? n Wie viele Positionen müssen zur vollständigen Erledigung der Aufgabe angesteuert werden? n Wie hoch ist der Aufwand für die Implementierung? EINFACH VON PNEUMATISCH AUF ELEKTRISCH UMSTELLEN? Unzählige Anwendungen deckt bereits das Standardprogramm vieler Hersteller ab. SMC – weltweit einer der Marktführer in der Automatisierungstechnik – bietet zum Beispiel ein umfangreiches Programm elektrischer Antriebe, Motoren und Controller, die die Vorteile der Pneumatik mit der Welt der elektrischen Aktuatoren verbinden. Das Spektrum reicht vom Miniatur- und Schlittenantrieb, über Zylinder, bis hin zu Greifern, Controllern und Endstufen. Schritt- und Servomotoren stehen zur Wahl, ebenso Riemen- oder Spindelantriebe für verschiedene Einbaulagen. Alle Anwender, die eigene Motoren und Controller nutzen möchten, können auch motorlose Antriebe verwenden. Die Anbindung an übergeordnete Steuerungssysteme gestaltet sich einfach, denn die Komponenten unterstützen in der Regel alle gängigen Feldbus- und Industrial Ethernet-Protokolle. 30 DER KONSTRUKTEUR ASB/2019

Sind elektrische und pneumatische Antriebe baugleich, ist bei Umrüstungen bereits eine wesentliche Hürde genommen, um frei zwischen beiden Optionen zu entscheiden. Diese Produktstrategie verfolgt SMC konsequent. Sogar bei den Bohrungen der elektrischen Antriebe wird darauf geachtet, sie weitgehend identisch zu den pneumatischen Pendants zu platzieren. So können Anwender zum Beispiel bei einer Greiferanwendung ohne Änderung der Gewindeposition von pneumatisch auf elektrisch umstellen. DAS VERHÄLTNIS VON KRAFT UND GESCHWINDIGKEIT Bei den elektrischen Antrieben hängen Kraft und Dynamik direkt voneinander ab. Große Kräfte lassen sich nur auf Kosten der Dynamik realisieren – und umgekehrt. Spindelantriebe sind der Favorit, wenn besonders hohe Kräfte bei kleinen bis mittleren Geschwindigkeiten gebraucht werden. Ist eher eine hohe Dynamik zu Lasten der maximalen Kräfte gefragt, sind Zahnriemenantriebe im Vorteil. Pneumatische Antriebe spielen ihre Stärke im Verhältnis von Kraft und Dynamik aus. Hinzu kommt der Platz sparende Bauraum. Geht es um das Halten von Kräften, sind pneumatische Antriebe deutlich im Vorteil. Aufgrund ihres technischen Wirkprinzips können sie Dauerkräfte beliebig lange aufrecht halten, ohne Energie zu verbrauchen. Gerade bei Anwendungen mit hohen Dauerkräften oder langen Haltezeiten sowie hoher Leistungsdichte, sind sie erste Wahl. Das gilt auch für besonders gefährdete Bereiche wie EMV- oder Ex-Schutz-Zonen. Dort sind die stromfrei arbeitenden pneumatischen Systeme den elektrischen überlegen. POSITIONIERUNG – FREI UND FLEXIBEL Eines der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale zwischen elektrischen und pneumatischen Antrieben betrifft die freie und flexible Positionierung über die gesamte Hublänge. Während die Pneumatik in der Regel nur zwei Positionen kennt – nämlich beide Endlagen, sind elektrische Antriebe in der Lage, jeden beliebigen Zielpunkt anzufahren. Beim Transport von Produkten erlaubt das zum Beispiel die freie Wahl des Ablageorts. Mehr noch: Via IO-Link können die Positionsinformationen mit der übergeordneten Steuerung ausgetauscht werden, gleiches gilt für die Anzahl durchlaufener Zyklen. Wartungsmaßnahmen oder Servicearbeiten sind nun frühzeitig planbar und unerwartete Ausfälle lassen sich vermeiden. Elektrische Antriebe besitzen den Vorteil, dass sie stets mit einer Start- und Bremsrampe fahren. Dies schützt nicht nur die Maschine, sondern auch die darauf gefertigten Produkte. Antriebe wie die LE-Serie von SMC bieten zudem die Besonderheit, nicht nur die Positionierung einstellen zu können, sondern auch in einem Kraftmodus zu fahren. Anders 440 000 Nm 01 Elektrische Antriebe als breites Sortiment: klassische Zylinderform, Schlitten-, Schwenk- und Kleinstschlitten antriebe sowie 2- und 3-Finger Greifer

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