Mechatronik ist gefragt

Mechatronik

Konstruktionsprinzip - Ein mechatronischer Produktbaukasten und eine durchgängige Engineeringumgebung lösen komplexe Automatisierungsaufgaben schnell und sicher.

26. Februar 2009

Zeit- und Kostendruck bei gleichzeitig steigender Komplexität der Automatisierungsaufgaben führen dazu, dass eine komponentenorientierte Sichtweise und Einzelsoftwarelösungen nicht mehr ausreichen. Nur ein abgestimmtes und breites Produktportfolio, vorgefertigte Antriebslösungen und eine leistungsstarke und durchgängige Engineeringumgebung, die den einfachen und schnellen Zugriff auf alle Automatisierungsfunktionen erlaubt, können mit den steigenden Anforderungen Schritt halten. Lenze stellt dafür mit seinem Antriebs- und Automatisierungssystem L-force und der Engineeringsoftware L-force Engineer zukunftsweisende Technik bereit.

Am Beispiel des Automobils lässt sich diese Entwicklung verdeutlichen. Immer mehr analoge beziehungsweise mechatronische Sensoren wie Beschleunigungssensoren zur Auslösung des Airbags, Sensoren zur Überwachung der Fahrzeugstabilisierung oder Drucksensoren zur Kontrolle des Reifendrucks agieren in Fahrzeugen, um den Komfort, die Sicherheit und die Energieeffizienz zu steigern. Die Zahl der Aktoren, hier insbesondere der Elektromotoren, ist ebenfalls rapide angestiegen. Der Ersatz von Mechanik und das Zusammenwachsen von Elektronik und Mechanik zu mechatronischen Systemen wie Drive-by-Wire oder Brake-by-Wire ist die konsequente Folge.

Hohe Komplexität–Hoher Preis

Hier zeigt sich aber auch, welche Gefahren drohen: Die steigende Komplexität eines Produkts zieht zum einen höhere Entwicklungskosten und zum anderen eine größere Fehleranfälligkeit nach sich. Hohe Folgekosten, zum Beispiel durch Rückrufaktionen bei Fahrzeugen oder im Falle des Maschinenbaus durch Produktionsstillstände, können damit verbunden sein. Diese Situation ist insbesondere für mittelständische Maschinenbauer nicht tragbar. Zudem fordern Kunden nicht nur zuverlässige Maschinen, sondern auch, dass sich diese wegen sinkender Losgrößen leicht an neue Aufgaben anpassen lassen – bei gleichzeitig geringer Einarbeitungszeit.

Mechatronik heißt die Lösung

Diese Forderungen lassen erkennen, dass dem Maschinenbauer nicht mit einzelnen Automatisierungskomponenten gedient ist. Er braucht einen Partner, der es ihm ermöglicht, moderne Maschinenkonzepte schnell und erfolgreich umzusetzen. Dazu muss der Automatisierungstechniklieferant Systeme aus leistungsfähigen Komponenten und Hilfestellung bei der Entwicklungs- beziehungsweise Integrationsaufgabe bieten.

Dabei fällt gerade den Antriebslieferanten angesichts der steigenden Zahl eingesetzter elektronischer Antriebe eine besondere Rolle zu. Die Herausforderung liegt darin, dass moderne Maschinenkonzepte meist einem modularen und dezentralen Ansatz folgen, um schnell auf veränderte Marktanforderungen reagieren oder ein bestehendes Konzept auf viele Bereiche anwenden zu können. Der dezentrale Ansatz erfordert intelligente Antriebe, die immer mehr Aufgaben – auch Steuerungsaufgaben und als ganz aktueller Trend Sicherheitsfunktionen – übernehmen können. Der zur Optimierung der Prozessabläufe erforderliche Informationsaustausch zwischen Feldebene, Steuerungs- und Geschäftsebene setzt umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten voraus. Als Konsequenz steigt nicht nur die Einsatzzahl, sondern auch die Komplexität der elektronisch geregelten Antriebe.

Zukunftsweisende Strategien

Die Firma Lenze begleitet diese Entwicklungen aktiv und hat Lösungen entwickelt, die die kritischen Problembereiche adressieren. Dabei verfolgt das Unternehmen drei zukunftweisende Strategien:

1. Aufbau eines Baukastens aus leistungsfähigen Mechatronikkomponenten, die flexible, modulare Maschinenkonzepte erlauben

2. Bereitstellung vorgefertiger Lösungen für typische Anwendungen, die die Auswahl der richtigen Produktkombination erleichtern

3. Eine durchdachte Engineeringumgebung, die die Entwicklung beschleunigt

Der Mechatronikbaukasten muss die entsprechenden Leistungsteile, Motoren und Getriebe vorhalten und dem Kunden gleichzeitig die Auswahl der für seine Maschine passenden Antriebsperformance erlauben. Das heißt unterschiedliche Motortypen, Gebersysteme und Motorregelungsverfahren, die ein großes Spektrum an Dynamik und Präzision abdecken.

Anwendungslösungen helfen, den individuellen Aufwand für die Projektierung und die Produktauswahl, aber auch die Installation, Inbetriebnahme und die Wartung zu reduzieren. Gerade in Zeiten knapper Engineeringressourcen und Forderungen nach immer kürzeren Reaktionszeiten hilft dies dem Maschinenbauer, neue Maschinen schnell und kostengünstig zu konstruieren.

Das Engineering ist heute schon für einen großen Teil des Gesamtaufwands verantwortlich, der bei der Neuproduktion von Maschinen anfällt. Immer kürzere Produktlebenszyklen, Teamarbeit, Outsourcing und verteilte Entwicklungsressourcen sind Faktoren, die die Bedeutung der Engineeringsoftware ansteigen lassen. Lenze hat deshalb großzügig in die Entwicklung einer durchgängigen Engineeringumgebung investiert. Damit lassen sich alle Parametrier-, Inbetriebnahme- und Wartungsaufgaben unter einer Softwareoberfläche erledigen.

Dr. Edwin Kiel, Lenze/csc

Fakten

- Der Antriebsspezialist Lenze ist ein Unternehmen mit rund 40 Vertriebsgesellschaften, Entwicklungsstandorten und Produktionswerken in Europa, Asien und Amerika. Insgesamt beschäftigt Lenze mehr als 3.400 Mitarbeiter.

- Als Hersteller von Antriebstechnik und Spezialist für Automatisierung unterstützt Lenze seine Kunden bei der Entwicklung von Gesamtlösungen. Lenze bietet ein breites Spektrum skalierbarer und passend aufeinander abgestimm-ter Produkte, vorbereiteter Lösungen, kompletter Systeme und Dienstleistungen von Beratung und Engineering bis hin zur Experten-Helpline.

Erschienen in Ausgabe: 01/2009