Die Auto­ma­ti­sie­rung indus­tri­el­ler Anwen­dun­gen nimmt in Zei­ten von Indus­trie 4.0 einen immer grö­ße­ren Stel­len­wert ein. Auto­ma­ti­ons­lö­sun­gen erfül­len dabei unter­schied­li­che Anfor­de­run­gen: Ein­mal ist Prä­zi­si­on gefragt, dann wie­der Geschwin­dig­keit, hohe Trag­kraft oder Lauf­ru­he. Exper­ten­wis­sen, Erfah­rung und viel Zeit sind not­wen­dig, um ent­spre­chen­de Sys­te­me zu kon­stru­ie­ren und in Betrieb zu neh­men. Doch was so kom­plex erscheint, ist durch intel­li­gen­te Soft­ware jetzt ein­fach zu rea­li­sie­ren. Digi­ta­le Auto­ma­ti­ons­lö­sun­gen von Item unter­stüt­zen Inge­nieu­re und Kon­struk­teu­re von der Kon­fi­gu­ra­ti­on und Beschrei­bung bis hin zur Pro­gram­mie­rung und Inbe­trieb­nah­me ihrer Sys­te­me. Aus einer Viel­zahl von Mög­lich­kei­ten ent­steht inner­halb kür­zes­ter Zeit die pas­sen­de Kom­plett­lö­sung aus Linear­ein­heit, geeig­ne­tem Motor und idea­ler Steue­rung. Anwen­der pro­fi­tie­ren von einer enor­men Zeit­er­spar­nis und erhöh­ter Pla­nungs­si­cher­heit.

Auto­ma­ti­ons­lö­sun­gen im indus­tri­el­len Umfeld erfül­len unter­schied­lichs­te Anfor­de­run­gen: Man­che Sys­te­me sind für maxi­ma­le Prä­zi­si­on aus­ge­legt, ande­re für höchs­te Geschwin­dig­keit. Wie­der ande­re erfül­len Auf­ga­ben für den Trans­port schwe­rer Las­ten oder müs­sen einen Dau­er­be­trieb gewähr­leis­ten. Mit­hil­fe der Line­ar­tech­nik wer­den kom­ple­xe Bewe­gungs­ab­läu­fe in ein­fa­che Anwen­dun­gen ent­lang einer Ach­se umge­setzt. Eine klas­si­sche Linear­ein­heit besteht aus der Line­ar­füh­rung mit Schie­ne und Schlit­ten. Zusam­men mit dem Antriebs­ele­ment, dem Motor und der Steue­rung ent­steht eine Auto­ma­ti­ons­kom­plett­lö­sung. Der Weg zur per­fek­ten Lösung ist aller­dings kom­plex: Der Kon­struk­teur kon­fi­gu­riert sei­ne Anla­ge unter ande­rem auf der Basis von Daten­blät­tern. Dabei muss er die pas­sen­de Linear­ein­heit aus vie­len unter­schied­li­chen Kom­po­nen­ten zusam­men­stel­len, um die Anla­ge opti­mal aus­zu­le­gen. Das ist umständ­lich und kos­tet viel Zeit. Da jedes Pro­jekt nach unter­schied­li­chen Vor­ga­ben kon­fi­gu­riert wird, ist ein Auto­ma­ti­ons­sys­tem vor­teil­haft, das ver­schie­de­ne Linear­ein­hei­ten und vie­le Kom­bi­na­ti­ons­mög­lich­kei­ten bie­tet. „Die Welt der Auto­ma­ti­ons­an­wen­dun­gen ist sehr viel­fäl­tig“, erklärt Uwe Schmitz, Team­lei­ter Pro­dukt­ma­nage­ment bei Item, dem Markt­füh­rer im Bereich Sys­tem­bau­käs­ten für indus­tri­el­le Anwen­dun­gen. „Des­halb haben wir eine Soft­ware­lö­sung ent­wi­ckelt, mit der Anwen­der ihre Auto­ma­ti­ons­auf­ga­be auf ein­fa­che Wei­se beschrei­ben und kon­fi­gu­rie­ren kön­nen.“

Integriertes Expertenwissen unterstützt bei der Konfiguration

Zunächst fragt das Kon­fi­gu­ra­ti­ons­pro­gramm alle not­wen­di­gen Para­me­ter und Gege­ben­hei­ten ab. Über die grund­le­gen­den Infor­ma­tio­nen hin­aus sind dabei zusätz­li­che Daten, bei­spiels­wei­se zu der Aus­las­tung von Moto­ren oder zu ther­mi­schen Mes­sun­gen, inte­griert. „Die Berech­nun­gen, die unser Online-Tool berück­sich­tigt, basie­ren auf fun­dier­tem Inge­nieur­wis­sen“, so Uwe Schmitz. „Das unter­schei­det unse­re Kon­struk­ti­ons­soft­ware von den markt­üb­li­chen Pro­gram­men.“ Der Anwen­der benö­tigt also kei­ne spe­zi­el­len Fach­kennt­nis­se, um sei­nen Auto­ma­ti­ons­pro­zess zu beschrei­ben. Die Soft­ware Moti­on Desi­gner lie­fert auf der Grund­la­ge der vor­han­de­nen Infor­ma­tio­nen eine Auto­ma­ti­ons­lö­sung, die die gestell­ten Anfor­de­run­gen voll­kom­men erfüllt. Dabei wer­den vie­le Rechen­ope­ra­tio­nen durch­ge­führt und inner­halb weni­ger Sekun­den aus­ge­wer­tet. Der Kon­fi­gu­ra­tor erstellt ein Ran­king der wähl­ba­ren Kom­bi­na­tio­nen, aus denen der Anwen­der die für sei­ne Auf­ga­be pas­sen­de aus­wählt. Für die Umset­zung klas­si­scher Auto­ma­ti­ons­auf­ga­ben ste­hen 26 vor­mon­tier­te Linear­ein­hei­ten mit unter­schied­li­chen Antriebs- und Füh­rungs­tech­no­lo­gi­en zur Aus­wahl, die ide­al auf­ein­an­der abge­stimmt sind.

Eine optimale Automationslösung innerhalb kürzester Zeit

Durch die Berech­nungs- und Ent­schei­dungs­hil­fen erhält der Anwen­der eine enor­me Unter­stüt­zung bei der Aus­le­gung sei­ner Pro­jek­te. Bedeu­ten­de Vor­tei­le der Auto­ma­ti­ons­lö­sung sind der Aus­schluss mög­li­cher Feh­ler­quel­len und eine maxi­ma­le Zeit­er­spar­nis. Wäh­rend her­kömm­li­che Pro­gram­me Minu­ten benö­ti­gen, um ein Ergeb­nis zu lie­fern, zeigt die Kon­struk­ti­ons­soft­ware von Item in Sekun­den­schnel­le die opti­ma­le Kom­bi­na­ti­on unter­schied­li­cher Kom­po­nen­ten an. Ändert der Anwen­der ein­zel­ne Para­me­ter, führt der Kon­fi­gu­ra­tor erneut Berech­nun­gen durch und ändert sei­nen Lösungs­vor­schlag ent­spre­chend. Das Pro­gramm lie­fert eine umfang­rei­che Doku­men­ta­ti­on mit über­sicht­li­chen Gegen­über­stel­lun­gen, tech­ni­schen Infor­ma­tio­nen und Ana­ly­sen. So haben Nut­zer direkt im Blick, ob alle Anfor­de­run­gen erfüllt sind und wel­che Leis­tungs­re­ser­ven für spä­te­re Anpas­sun­gen blei­ben. Damit wird der Kon­struk­teur zusätz­lich ent­las­tet. „Über die tech­ni­sche Unter­stüt­zung hin­aus bie­tet die Soft­ware Pro­jek­tie­rern maxi­ma­len Kom­fort“, so Uwe Schmitz. Umständ­li­che und zeit­rau­ben­de Auf­zeich­nun­gen sowie manu­el­le Aus­wer­tun­gen sind somit pas­sé.

Schnell eingerichtet und betriebsbereit

Ist mit­hil­fe des Kon­fi­gu­ra­tors Moti­on Desi­gner die idea­le Auto­ma­ti­ons­an­la­ge kon­stru­iert, folgt nach der Lie­fe­rung die Inbe­trieb­nah­me des Sys­tems. Die intel­li­gen­te Steue­rung unter­stützt den Inge­nieur bei die­sem Vor­gang: Per Knopf­druck ver­misst sich die Linear­ein­heit selbst und ermit­telt die für den Pro­zess not­wen­di­gen Para­me­ter. Dabei greift die Soft­ware Moti­on Soft auf die tech­ni­schen Daten von Motor, Getrie­be, Steue­rung und ande­ren Kom­po­nen­ten der Linear­ein­heit zurück, die wäh­rend der Kon­fi­gu­ra­ti­on in einer Datei abge­legt wur­den. Die Inbe­trieb­nah­me­soft­ware liest die­se aus und pro­gram­miert die Steue­rung. Eine manu­el­le Ein­ga­be ist somit nicht not­wen­dig, was zu einer deut­li­chen Zeit­er­spar­nis führt und Feh­ler bei der Daten­über­tra­gung ver­hin­dert.

Verschiedene Anforderungen an Automationslösungen

Das intel­li­gen­te Pro­gramm ist für viel­fäl­ti­ge Anwen­dungs­be­rei­che mit unter­schied­li­chen Anfor­de­run­gen geeig­net. Bei klas­si­schen Posi­tio­nier­sys­te­men mit Greif- und Able­ge­vor­gän­gen (Pick-and-Place-Anwen­dun­gen) bei­spiels­wei­se liegt der Fokus der Kon­fi­gu­ra­ti­on auf den Aspek­ten Prä­zi­si­on und Wie­der­hol­ge­nau­ig­keit für den Dau­er­be­trieb. Die Linear­ein­heit soll­te aus leich­ten Kom­po­nen­ten bestehen, die schnell beweg­lich sind. Für die­se Anwen­dungs­fäl­le bie­tet Item leich­te Ach­sen mit Zahn­stan­gen­ele­men­ten an, die sich durch eine hohe Sicher­heit bei ver­ti­ka­len Bewe­gun­gen aus­zeich­nen. Motor und Schlit­ten sind dabei fest mon­tiert. Durch das gerin­ge Eigen­ge­wicht ist die­se Ach­se ide­al für Pick-and-Place-Anwen­dun­gen geeig­net.

Ein ande­rer Anwen­dungs­fall ist der Trans­port schwe­rer Las­ten. Häu­fig benö­ti­gen bei­spiels­wei­se Indus­trie­ro­bo­ter ent­spre­chen­de Linear­ein­hei­ten, um sich von einem Tätig­keits­be­reich zum nächs­ten zu bewe­gen. Der Kon­fi­gu­ra­tor von Item wählt dafür nur die­je­ni­gen Kom­po­nen­ten aus, die sich für den Trans­port schwe­rer Las­ten eig­nen. Zum Ein­satz kommt dabei häu­fig die Lauf­rol­len­füh­rung, da sie auch bei gro­ßer Gewichts­be­las­tung dau­er­haft funk­ti­ons­fä­hig bleibt. Gro­ße Her­aus­for­de­run­gen für den Kon­struk­teur bestehen in der exak­ten Reg­ler­pa­ra­me­trie­rung. Unter­stüt­zung erhält er dabei durch die Soft­ware Moti­on Soft, die die pas­sen­den Ein­stel­lun­gen vor­nimmt, um Steue­rung und Motor ide­al auf­ein­an­der abzu­stim­men. Die aus­ge­wähl­ten Kom­po­nen­ten wer­den damit in der rich­ti­gen Rei­hen­fol­ge, mit der pas­sen­den Geschwin­dig­keit und exakt zu den vor­ge­se­he­nen Plät­zen bewegt.

Sol­len Posi­tio­nier­auf­ga­ben durch­ge­führt wer­den, stel­len sich wie­der­um ganz ande­re Anfor­de­run­gen an die Auto­ma­ti­ons­lö­sung. Gefragt sind Lauf­ru­he und höchs­te Genau­ig­keit, um bei­spiels­wei­se Prüf­sen­so­ren zu bewe­gen sowie Dru­cker- oder Scan­ner­auf­ga­ben durch­zu­füh­ren. Wei­te­rer Schwer­punkt der Aus­le­gung ist das Errei­chen der idea­len Geschwin­dig­keit und Beschleu­ni­gung. Das Fahr­pro­fil ist dafür fle­xi­bel ein­stell­bar und wird den unter­schied­li­chen Anfor­de­run­gen ange­passt. Zum Ein­satz kom­men meist Kreuz­rol­len­füh­run­gen, die Kräf­te ide­al ablei­ten. Vor­tei­le sind ein leich­ter Lauf durch eine beson­ders rei­bungs­ar­me Bewe­gung sowie hohe Trag­fä­hig­keit und Prä­zi­si­on.

Flexible Anpassung bei Bedarf

Der Kon­fi­gu­ra­tor lässt sich in vie­len ver­schie­de­nen Anwen­dungs­fäl­len mit unter­schied­li­chen Anfor­de­run­gen ein­set­zen. Da Item über ein umfang­rei­ches Port­fo­lio aus Line­ar­füh­run­gen, ent­spre­chen­den Trans­port­ele­men­ten, Antrie­ben und Zube­hör ver­fügt, las­sen sich Auto­ma­ti­ons­lö­sun­gen zu 100 Pro­zent auf die indi­vi­du­el­len Anfor­de­run­gen und Pro­zes­se abstim­men. Die Linear­ein­heit wird ein­bau­fer­tig gelie­fert und ist inner­halb kur­zer Zeit betriebs­be­reit. Durch die Kom­pa­ti­bi­li­tät der ein­zel­nen Kom­po­nen­ten kön­nen die Auto­ma­ti­ons­lö­sun­gen bei Bedarf ein­fach ver­än­dert wer­den. Auch Steue­rung und Soft­ware ermög­li­chen eine fle­xi­ble und schnel­le Anpas­sung an neue Bedin­gun­gen. Dar­über hin­aus bie­tet Item Schnitt­stel­len zu über­ge­ord­ne­ten Steue­run­gen an, um die Linear­ein­hei­ten als Bau­grup­pen in kom­ple­xe Pro­zes­se zu inte­grie­ren. Damit ist eine ein­fa­che Anbin­dung an spei­cher­pro­gram­mier­ba­re Steue­run­gen gege­ben.

Item auf der Logi­Mat 2019: Hal­le 3, Stand C71