Flexibilität aus einer Hand

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Systemlösung – Eine mechatronische Gesamtlösung aus Antriebs- und Steuerungstechnik, Bedienterminals und Energieübertragung erleichtert die Konnstruktion kundenspezifischer Mehrachs-Handlingportale.

24. Februar 2010

Der Maschinen- und Anlagenbau erlebt in den letzten Jahren starke Veränderungen: Der Preiskampf wird schärfer, Produktlebenszyklen werden kürzer, Komponentenlieferanten werden durch Modullieferanten abgelöst. Zudem konzentrieren die Unternehmen sich vermehrt auf ihre Kernkompetenzen und lagern Nebenprozesse an Zulieferer aus, und statt einzelner elektrischer oder mechanischer Komponenten werden zunehmend mechatronische Lösungen eingesetzt.

Ein Musterbeispiel für diese Entwicklung liefert das kurvengängige Transport- und Handhabungssystem Roboloop des Lineartechnik- und Antriebskomponentenherstellers Güdel aus Langenthal in der Schweiz, das zum Verteilen, Sortieren und Palettieren eingesetzt wird. Mögliche Anwendungsgebiete sind neben der Automobilindustrie und dem Werkzeugmaschinenbau auch die Intralogistik und die Getränkeindustrie.

Autonome Carrier

Bei dem kurvengängigen Portal- und Transfersystem zirkulieren ein oder mehrere Laufwagen, sogenannte Robocarrier, in einem geschlossenen System aus Loops von beliebiger Länge. Die einzelnen Robocarrier agieren dabei unabhängig voneinander und autonom, sodass die Loop-Verwaltung unabhängig ist von der Anzahl der Wagen sowie von der Auftragsverwaltung. Dazu vergibt die übergeordnete Steuerungs- und Anzeigeeinheit lediglich Transportaufträge an die einzelnen Laufwagen.

Das modular aufgebaute System ermöglicht den Aufbau maßgeschneiderter Kundenlösungen. So lassen sich jederzeit zusätzliche Laufwagen nachrüsten. Zudem erlaubt die hohe mechanische Stabilität der Laufwagen den Anbau von Zusatzachsen, sodass sich auch komplexe Handlingsprobleme lösen lassen. Umfangreiches Zubehör wie Weichen, Kreuzungen, Liftstationen, Drehachsen und Anbauplatten rundet die Produktreihe ab.

Dezentraler Aufbau

Das System benötigt keine Streckensensorik, fährt sanft in die Positionen ein und erzielt dabei eine Positioniergenauigkeit von ±1 Millimeter. Der Großteil der Geräte ist dezentral angeordnet, sodass die Schaltschränke klein bleiben. Zudem lassen sich im Fehlerfall die Komponenten schnell tauschen. Auch bei eventuell notwendigen Änderungen der Fahrstrecke erweist sich das System als flexibel.

Das Antriebs- und Steuerungskonzept der Mehrachsapplikation verwendet Komponenten aus dem Systembaukasten des Bruchsaler Antriebstechnikspezialisten SEW-Eurodrive. Dessen mechatronische Systemlösung Maxolution Robokit enthält alle notwendigen Bausteine, um kundenspezifische Anlagenlösungen zu gestalten: Die dezentralen Antriebsumrichter Movimot, die Antriebs- und Steuereinheit Movipro, die speicherprogrammierbare Steuerung Movi-PLC, das Bedienterminal DOP sowie die kontaktlose Energieübertragung Movitrans.

Kompletter Service

Für die auftragsspezifische Entwicklung einer Gesamtlösung bildet der Bruchsaler Antriebsautomatisierer spezialisierte Kernteams mit Mitarbeitern aus Entwicklung, Vertrieb und Service und betreut seine Kunden so von der Angebotsphase bis zur Abnahme.

Im Falle des Transfer- und Handhabungssystems von Güdel besteht die mechatronische Lösung im Wesentlichen aus einem stationären und einem mobilen Anlagenteil. Die stationären Komponenten stellen die Energieversorgung sicher und bereiten die Kommunikationssignale einer übergeordneten Steuerung auf. So erfolgt die Energieversorgung nach dem Induktionsverfahren über das SEW-System Movitrans, bei dem die elektrische Energie kontaktlos über einen Luftspalt von einem fest verlegten Leiter auf die mobilen Verbraucher übertragen wird. Das berührungs-frei arbeitende Prinzip erlaubt große mechanische Toleranzen und ermöglicht so hohe Fahrgeschwindigkeiten bei sehr geringem Verschleiß.

Auf dem mobilen Anlagenteil werden zwei Übertragerköpfe eingesetzt. Die Energieverteilung erfolgt über die Koppelung des Zwischenkreises der Antriebsumrichter.

Im Zentrum des mobilen Anlagenteils steht die Antriebs- und Steuereinheit Movipro. Sie steuert bis zu drei dezentrale Antriebsumrichter des Typs Movimot MD, eine integrierte Achse, etwa den Servomotor CMP für einen Greifer, sowie eine Hilfsachse Movimot, mit der sich beispielsweise ein mitfahrender Kompressor ansteuern lässt.

Auch für die Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung kommen mehrere SEW-Technologien zum Einsatz. So werden die Steuerungsinformationen durch eine stationäre speicherprogrammierbare Steuerung der Baureihe Movi-PLC aufbereitet und grafisch auf dem Bedienterminal DOP dargestellt. Zudem kommuniziert die Steuerung über WLAN mit einer weiteren PLC in der mobilen Antriebs- und Steuereinheit, die die Steuerungsbefehle für die Achsumrichter generiert und sie zu den Umrichtern überträgt. Die PLCs ermöglichen die komfortable und leistungsfähige Automatisierung von Antriebslösungen sowie Logikverarbeitung und Ablaufsteuerung mit Hilfe von Programmiersprachen nach IEC 61131-3. Integrierte Technologiefunktionen wie Kurvenscheibe oder Synchronlauf erlauben, auch anspruchsvolle Applikationen zu steuern.

Für Güdel bewirkt der Einsatz der Antriebs- und Steuerungstechnik aus einer Hand im Roboloop eine erhebliche Kostenreduzierung, unter anderem durch die dezentrale Installation der Komponenten, eine schnelle Inbetriebnahme und Umrüstung sowie eine hohe Verfügbarkeit und geringen Wartungsaufwand.

Einfache Montage

Technische Vorteile bieten dabei vor allem die einfache Installation und Montage der Komponenten sowie die galvanisch getrennte, berührungs- und verschleißfreie Energieversorgung und Kommunikation, erläutert Eugen Schommartz, Produktmanager Logistiksysteme bei Güdel: »Der Roboter überzeugt durch kontaktfreie Ethernet-Kommunikation und Leistungsübertragung bis 12 kW, austauschbare Standardkomponenten sowie eine effiziente Auftragsabarbeitung unabhängig von der Loopverwaltung. Die Technologie von SEW-Eurodrive ermöglicht es uns, Roboterfunktionen in die Intralogistikprozesse einzubinden, ohne die bisherigen Zellenstrukturen verwenden zu müssen.«

Gunthart Mau, SEW-Eurodrive/bt

Erschienen in Ausgabe: 01/2010