Chancenreiches Konzept

Mechatronik

Engineering– Standardisierte mechatronische Bauteile und leistungsfähige Engineering-Tools verkürzen die Entwicklungszeit und vereinfachen die flexible Reaktion auf geänderte Bedingungen.

24. Mai 2012

Zwei wesentliche Trends für die weltweite Industrie sind die zunehmende Elektrifizierung des Individualverkehrs und der wachsende Konsumgüterbedarf in den Schwellenländern. Beide Entwicklungen erfordern eine neue Herangehensweise bei der Entwicklung von Maschinen und Anlagen, sei es bei der Suche nach platzsparenden und robusten Antriebslösungen im Bereich der Elektromobilität oder beim Aufbau von flexiblen Automatisierungssystemen für Verpackungsmaschinen, die sich schnell an die kurzen Zyklen der Konsumgüterindustrie anpassen lassen.

Viele Maschinenbauer und ihre Automatisierungspartner setzen deshalb zunehmend auf die Mechatronik, also die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Mechanik, Elektronik und Software. Dabei lassen sich durch eine immer bessere Integration von Elektronik und Mechanik einerseits Platz und Kosten sparen, während gleichzeitig die Programmierbarkeit den wachsenden Bedarf an Flexibilität befriedigen kann. In der Folge gewinnt der Software-Anteil von Automatisierungssystemen und Antriebslösungen deshalb immer mehr an Bedeutung. Die Mechatronik als technischer Trend markiert daher eventuell den Beginn einer Entwicklung, die derjenigen der Elektronik vom Transistor mit diskretem Schaltkreis bis zum frei programmierbaren FPGA (Field Programmable Gate Array)vergleichbar ist: Auch hier begann alles mit einer standardisierten Einheit, die durch immer höhere Integration neue Entwicklungen ermöglichte.

Die Analogie beider Trends zeigt zum Beispiel das Konzept Drive Package des Antriebstechnikspezialisten Lenze aus Hameln. Das Paket aus einem 120-Hertz-Motor, passendem Getriebe und dezentralem Umrichter lässt sich als standardisiertes Modul verstehen und einsetzen, um eine effiziente und platzsparende Antriebslösung zu realisieren. Die standardisierten Blöcke lassen sich dabei immer stärker integrieren und verkleinern, während über den Software-Anteil parallel dazu die Flexibilität zunimmt.

Synergien schaffen

Um hier die notwendigen Synergien in allen Disziplinen der Mechatronik zu schaffen, arbeitet Lenze in interdisziplinären Projekt-Teams zusammen. Entscheidend dabei ist, dass der direkte Austausch zwischen den Ingenieuren gesichert ist und auch kritische Entscheidungen vor Ort getroffen werden können. In Aus- und Weiterbildung spielen außerdem das Applikationswissen sowie das Architektur- und System-Know-how eine immer stärkere Rolle. Ein internationales Netzwerk von Applikationsexperten gewährleistet zudem, dass die Kunden europaweit gleichermaßen von dieser Erfahrung profitieren und die anstehenden Automatisierungsaufgaben passgenau und mit überschaubarem Aufwand realisieren können. Entsprechend wichtiger wird deshalb die Partnerschaft zwischen Automatisierungspartner und Maschinenbauer, schließlich beschränkt sich der Trend zur höheren Integration nicht auf die Produkte der Antriebs- und Automatisierungstechnik, sondern setzt sich auf der Ebene der Maschine fort. Parallel dazu bedarf es jedoch auch dort der Standardisierung, während gleichzeitig die Software an Bedeutung gewinnt.

Zusammenarbeit schafft Tempo

Die Vorteile eines solchen Ansatzes lassen sich gut am Beispiel des Verpackungsmaschinenmarktes zeigen. Hier erfordern die rasant kurzen Entwicklungszyklen gerade in der Konsumgüterindustrie eine ganz neue Dynamik bei den Time-to-Market-Zeiten für die entsprechenden Verpackungsmaschinen, erklärt Dr. Thomas Cord, Geschäftsführer der Lenze Automation GmbH: »Wenn ein Markenartikler eine neuartige Verpackung entwickelt hat und nach aufwendigen Marktforschungen eine Produktion aufbauen will, dann tickt die Uhr für den Maschinenbauer.«

Zwingend erforderlich für eine schnelle Reaktion ist deshalb neben modernen Maschinenkonzepten vor allem die Verwendung von erprobten Einheiten, um so letztendlich die Lieferzeiten zu reduzieren. Lenze bietet deshalb vielfach erprobte Lösungen für die Teilprozesse einer Maschine, wie etwa das Zuführen oder das Vereinzeln von Produkten. So hat das Unternehmen beispielsweise für Infeed- und Dual-Belt-Anwendungen mechatronische Module entwickelt, die sich aus L-force Controls 3200C, Umrichter und Motoren zusammensetzen.

Software macht flexibel

Entscheidend ist aber die dazu passende standardisierte Software: Für beide Systeme hat Lenze Funktionsbausteine entwickelt, deren Struktur unabhängig von mechanischen Details ist. Die Kunden müssen deshalb ohne jeden Programmieraufwand lediglich die für ihre Maschine passende Konfiguration vornehmen. Ein zentrales Instrument zur Entwicklung von integrierten mechatronischen Lösungen ist zudem die entsprechende Design-Software. Die niedersächsischen Mechatronikspezialisten bieten dafür mit der Software Drive Solution Designer (DSD) ein leistungsfähiges Auslegungswerkzeug an, mit dem sich der geeignete Antrieb schnell und einfach auswählen lässt. Gemeinsam mit dem Lforce-Engineer entsteht so eine durchgängige Lösung, die eine effektive Zusammenarbeit der Fachabteilungen Mechanik, Elektrotechnik und Software gewährleistet und sowohl den Programmierer einer Anlage als auch die Service-Techniker bei ihren Aufgaben optimal unterstützt.

Neben der Vereinfachung durch den Einsatz erprobter mechatronischer Module werden solche leistungsfähigen Engineering Tools in Zukunft gerade in hochdynamischen Märkten noch wichtiger werden, weil hier der mit dem Engineering verbundene Zeitaufwand und die Kosten zunehmend in den Fokus geraten.

Auf einen Blick

-Die Lenze SE mit Sitz in Hameln ist ein führender Anbieter von antriebszentrierter Automatisierungstechnik. Das Portfolio reicht von Produkten wie Motoren, Umrichter oder Steuerungen bis zu kompletten Systemen inklusive Beratung und Engineering-Dienstleistungen zur Optimierung einer bestehenden oder der Entwicklung einer neuen Maschine.

Erschienen in Ausgabe: 04/2012