Luft trifft auf Strom

Pneumatiktrends - Böse Zungen behaupten, Pneumatik sei nur bewegte Luft. An ihnen ging die Entwicklung spurlos vorbei. Denn die renommierten Hersteller haben längst den Hauch von Totally Integrated Automation gespürt und pfiffige Lösungen dafür in der Tasche. Diese müssen nicht immer nur vom ›Volumen-Strom‹ getragen sein.

01. Juli 2005

Seit gut 50 Jahren gibt es die Pneumatik als Industriebranche. Obwohl sie zu Anfang einen schweren Stand hatte, ist sie heute aus dem industriellen Alltag nicht mehr wegzudenken. Welche Bedeutung die Pneumatik gewonnen hat, veranschaulicht das konjunkturelle ›Dauerhoch‹ dieser Branche. Der deutsche Pneumatik-Markt, also die Umsätze in diesem Segment, liegen in Bezug auf die Zuwachsraten regelmäßig über den Zahlen des deutschen Maschinenbaus. Allein der Umsatzsprung von 1998 (1,066 Mrd. Euro) zu 2003 (1,364 Mrd. Euro) laut VDMA-Statistik signalisiert den konsequenten Aufwärtstrend der Branche (siehe www.vdma.org oder vdma-e-market.de für Pneumatik-Produkte). Verantwortlich dafür scheint der Erfolg des Tüchtigen zu sein. Denn die Pneumatik hat sich innerhalb des vergangenen Jahrzehnts von einer technikverliebten in eine höchst pragmatische Branche gewandelt. Inwiefern dies so ist zeigt nicht zuletzt auch die bevorstehende Messe Motek 2004 in Sinsheim. Waren vor wenigen Jahren Aktoren mit hoher Funktionsintegration also mit integriertem Ventil das Maß aller Dinge, so blieb die ›Pneumatik-Zeit‹ dort nicht stehen. Für Hoerbiger-Origa gehört Funktionsintegration in allen Segmenten zu den Eckpfeilern heutiger Automatisierungswünsche. Deshalb liegt bei dem Unternehmen der Innovationsschwerpunkt in der Erweiterung und Produktergänzung des modularen Baukastens ›Origa System Plus‹. Worauf das Unternehmen allerdings deutlich hinweist, ist: »Und zwar der pneumatischen wie auch der elektrischen Linearantriebe.«

Pneumatik und Elektrik im Doppelpack

Das Denken in optimalen nicht allein pneumatischen Systemlösungen bestimmt heute die Entwicklungsschwerpunkte aller führenden Pneumatikhersteller. Festo präsentiert zur Motek neue elektrische Schlitteneinheiten vom Typ SLTE. Selbst den vor wenigen Jahren entwickelten Quick-Picker einen extrem schnellen Pneumatikgreifer für Pick & Place-Anwendungen wird es künftig mit elektrischem Antrieb geben. Das zeigt, dass die Pneumatiker gelernt haben, in vielen Dimensionen zu denken und zu handeln. Im Grunde genommen heißt das nichts anderes, als dass sich Pneumatikhersteller mehr denn je als Systempartner aufstellen. Dazu gehört die Anwendung und damit verbunden die Nöte der Abnehmerbranchen ständig im Auge zu behalten.

Parker Hannifin zeigt zur Motek 2004 Präzisions-Kompaktmodule mit dem ›einzigartigen‹ Zwischenstopp, wie der Hersteller betont. Dieser ermöglicht eine oder mehrere Zwischenstopp-Positionen entlang des gesamten Hubwegs, ohne die Stabilität und Wiederholgenauigkeit zu beeinträchtigen.

Auch für Kuhnke liegt in der Positionierung ein noch lange nicht ausgereiztes Feld. Mit ihrem neuartigen, pneumotronischen System zur Zylinderpositionierung und sanften Endlagendämpfung variabler Massen, das auf den Namen ›Speedy‹ hört, will das Unternehmen ein Zeichen setzen. Ähnliches bietet auch Festo mit dem schnellen Soft-Stopp. Stellt man die Pneumatik von vor zehn Jahren dem heutigen Angebot gegenüber, ist man geneigt zu sagen: Es treffen sich zwei Welten. Trotzdem muss dieses Szenario differenziert betrachtet werden. Nach wie vor stellt Standardpneumatik die Stütze jedes Pneumatik-Unternehmens dar. Der einfache Umgang mit dieser Technik ist schließlich ihr Prädikat. »Damit wird der Trend zur Low-Cost-Automation unterstützt«, wie es Festo ausdrückt.

Nicht in dem Maß, wie Neuheiten entwickelt werden, sind sie sofort im industriellen Alltag zu finden. Deshalb versuchen einige Hersteller den Druck auf die Anwender, moderne Hightech-Produkte einzusetzen, dadurch zu erhöhen, dass sie hochflexible Baukästen entwickeln, die ebenso einfach zu handhaben sind wie die einfache Standardpneumatik.

Baukasten für kombinierte Aktoren

Konstrukteure dürfen gespannt sein: Festo stellt zur Motek 2004 einen neuen Mehrachsbaukasten für Anwendungen bei Pick&Place-, Linien- und Raumportalen vor. Damit können natürlich nicht nur pneumatische Aktoren individuell kombiniert werden, sondern auch elektrische. Ganz neu im Programm sind der intelligente, elektrische Stellantrieb MTR-DCI mit CAN-open sowie der elektrische Linearantrieb DMES mit Spindel.

Hoerbiger-Origa präsentiert ebenfalls zwei Neuheiten beider Disziplinen. Zum einen handelt es sich um einen kolbenstangenlosen Pneumatikzylinder mit Kugelumlaufführung OSP-P Starline, zum anderen gibt es auch die elektrische Variante mit innen liegender Kugelgewindespindel OSP-E SBR.

Ob Pneumatik oder Elektrik die bessere Lösung ist, entscheidet die Anwendung. Entscheidungskriterien sind die zu bewegende Masse, der Hubbereich in X-, Y- und Z-Richtung, die Anzahl und Wiederholgenauigkeit von Zwischenpositionen, Zykluszeiten und natürlich auch die Kosten. Für den Konstrukteur ist hier besonders wichtig, dass er bereits bei der Zusammenstellung einer Systemlösung ein Maximum an Unterstützung erhält.

Parker Hannifin zeigt diesbezüglich zur Motek eine 3D-System-Software. Dabei handelt es sich um ein einfach zu hand- habendes Werkzeug für die Auswahl sowie die Zusam- menstellung einer kompletten Funktionsbaugruppe. Zusätzlich werden automatisch eine Stückliste sowie eine Aufbau-Simulation generiert. In der Stückliste erscheinen die Internet-Links zu den entsprechenden CAD-Files in 2D und 3D. Diese können downgeloaded werden.

Bessere und schnellere Lösungen gefragt

Im Grunde genommen spielen die Total Cost of Ownership die maßgebliche Rolle im Wettstreit um den Kunden. Die Summe von Produkteinzelkosten darf nicht allein die Basis seiner Kalkulation sein. Durch bessere und schnellere Lösungen muss künftig ein deutlicher Mehrwert seitens der Zulieferer generiert werden. Bei dieser Entwicklung darf und will die Pneumatik keine Ausnahme machen. Das wird heute an vielen Stellen offensichtlich.

Die Ventilinsel LPP Valve Island 770 für Profibus, CANopen und Multipol, die Kuhnke in Sinsheim vorstellt, aber auch die Airbox mit ATEX-Zulassung, sind nur zwei Ansätze für eine einfache Totally Integrated Automa-tion. Parker Hannifin sieht derzeit den eigenen Schwerpunkt der Innovation auf dem Gebiet der Modularität. Diese ergänzt die seit langem integrierten Funktionen wie Positionserfassung, verbesserte Taktgeschwindigkeiten sowie verbesserte Führungs- und Lagerungseigenschaften. Seit vier Jahren zum Beispiel bietet Parker das Moduflex-Ventilsystem mit integrierter Sensorik an. Über die nun vorgestellten Zusatz-Busmodule I/O und das I/O-Klemmleistenssystem wird die angesprochene Modularität erreicht.

Neben den Antrieben, die zunehmend modularer werden und Technologieunabhängig bereitstehen, ergänzen Ventilsysteme mit höchster Flexibilität das weite Spektrum pneumatischer Systemlösungen. ›Intelligenz‹ ist ein Stichwort, das seit einigen Jahren in diesem Zusammenhang immer wieder Verwendung findet.

Blue-Tooth trifft auf Pneumatik

So hat Parker Hannifin bereits vor drei Jahren eine erste ›BlueTooth-Anwendung‹ vorgestellt. Daran ist zu erkennen, dass für die Pneumatik Elektronik und Bustechnik immens wichtig geworden sind. Die renommierten Hersteller unterstützen deshalb alle gängigen Protokolle wie Profibus, CAN, AS-Interface, Ethernet oder DeviceNet mit entsprechenden Zusatzmodulen für die Ventilinseln. Oder wie es bei Kuhnke ausgedrückt wird: »Dem Vernetzen und Kommunizieren gehört die Zukunft. Was noch nicht busfähig ist, wird in Kürze busfähig gemacht werden.«

Vor allem die CP-Ventilinsel-Baureihe von Festo hat vor Jahren für einen deutlichen Entwicklungsschub in diesem Marktsegment geführt. Die CPX als zentrale Steuereinheit, wie sie ohne Übertreibung bezeichnet werden kann, wird sukzessive mit den unterschiedlichsten Modulen ergänzt. Schon heute ist sie an 90% aller Steuerungssysteme weltweit anbindbar. Interessant für die Praxis: Es lassen sich alle E/A-Module bei stehender Verdrahtung tauschen.

Auf der Motek werden die Bausteine CPX CP sowie CPX FEC zu sehen sein. Das CPX CP erlaubt es, alle CP-Module an das CPX-Terminal anzuschließen. Vereinfacht ausgedrückt, wandert ein Teil des CP-Feldbusknotens in das CPX-Terminal. Damit ist eine Mischung von zentraler Pneumatik/Elektrik und dezentraler Pneumatik/Elektrik erreicht.

CPX FEC dagegen ist ein Modul für das CPX-Terminal, das als Brücke zwischen Automatisierungstechnik mit Pneumatik und Büro-Netzwerken fungieren kann. Im Stand-alone-Betrieb kann es sogar als modulare SPS oder programmierbare Ventilinsel für die direkte Maschinenmontage genutzt werden.

All das zeigt, wohin der Weg führt. Selbst vermeintlich einfache Komponenten wie Wartungseinheiten sind heute bereits mit intelligentem Interieur ausgestattet. Sie besitzen teils Busknoten für die digitale Weiterverarbeitung der Daten und damit für die Integration in ein modernes Steuerungskonzept, ganz im Sinne von Totally Integrated Automation, TIA.

Es zeigt zudem auch: Die Pneumatik-Branche hat es immer wieder geschafft, ihre Anwenderbranchen zu überzeugen. Zum einen von ihrer Leistungsfähigkeit, zum anderen von ihrer Innovationskraft. Aus gutem Grund sehen Pneumatiker ihre größten Chancen in der besonderen Spezialisierung auf Anwenderbranchen, in der Systemtechnik und in der Erweiterung ihres Serviceangebots.

Die Pneumatik hat längst das Image eines ›Luftikus‹ verloren. Zielstrebig arbeiten alle renommierten Pneumatikhersteller daran, ihre angestammte Technik mit Detailliebe und einer Hommage an die Elektrik sowie Elektronik zu veredeln. Auf der Motek 2004 stehen die Beweise.

Peter Schäfer

Erschienen in Ausgabe: 04/2004