Antriebslösungen aus dem Baukasten: Davon profitiert die Intralogistik

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Ein Antriebstechnik-Baukasten, mit bis zu fünf Kilowatt Spitzenleistung im Batteriebetrieb, deckt viele Anwendungen der Intralogistik ab – wie sich dieses System individuell anpassen lässt, zeigt dieser Bericht.

Antriebslösungen machen es möglich: Heute bestellt – morgen geliefert, ist die Erwartungshaltung in der heutigen Konsumwelt. Durch den Online-Handel ist dies auch kein Wunschdenken mehr, sondern gängige Praxis. Ein weiterer Trend ist, Wunschprodukte individuell zu gestalten. Durch Konfiguration und Baukastensystem ist auch das heute problemlos möglich.

Antriebslösungen für die optimale Intralogistik

Um solche Flexibilität in der Fertigung und Geschwindigkeit in der Lieferkette zu erreichen, sind ausgeklügelte Logistikkonzepte notwendig. Ein wichtiges Glied ist die Intralogistik, womit nicht der Transport von Fabrik zu Fabrik gemeint ist, sondern der Transport innerhalb einer Produktionsstätte, eines Lagerhauses oder auch eines Paketverteilzentrums für den direkten Versand an den Kunden.

Folgende Aufgaben lassen sich der Prozesslandschaft der Intralogistik zuordnen:

• das Transportieren von Komponenten innerhalb einer flexiblen Produktionslinie,

• das Sammeln von Produkten aus einem Warenlager zum direkten Versand,

• das Transportieren zum Ein- und Auslagern von Komponenten aus einem Hochregal,

• das Sortieren und Ordnen von Paketen zum Weitertransport oder zur Auslieferung.

All diese Funktionen wurden früher händisch von Mitarbeitern erledigt. Mit dem Einzug von Strich-Code, Laser Scannern und Lidar-Sensoren haben selbstfahrende Transportgeräte, Serviceroboter und Hochgeschwindigkeits-Sortieranlagen diese Aufgaben schrittweise übernommen.

Anforderungen an die Transportmittel

Die Anforderungen an die unterschiedlichen Transportmittel sind mehr oder weniger vergleichbar. Sie bewegen sich autonom und ortsunabhängig, teilweise sogar frei-navigierend. Dies setzt voraus, dass zum einen das Transportmittel über eine gewisse „Intelligenz“ verfügt und zum anderen die Spannungsversorgung mittels Batterie erfolgt. Bei der Sortierung und Ordnung von Paketen kommt es vor allem auf schnelle und präzise Bewegungen an, um den Paketfluss zuverlässig zu lenken. Das Zusammenspiel und die Kommunikation zwischen Leseeinheiten, Steuerungen und Aktoren ist hier essenziell.

Diese Anforderungen werfen einige Fragen auf: Welche Antriebe können verbaut werden? Welche Antriebe bieten eine hohe Effizienz und somit eine längere Batterielaufzeit? Welche Antriebe bieten sichere Funktionen und welche sind kompakt in ihrer Bauform?

Passende Antriebslösungen

Eine Antwort auf diese Fragen kommt aus Bonndorf im Schwarzwald – in Form eines modularen Antriebstechnik-Baukastens des Herstellers Dunkermotoren. Der Hersteller liefert seit Jahrzehnten Antriebstechnik, die durch Akkumulatoren versorgt werden kann. Dies hat auch die stetige Entwicklung hin zu energieeffizienten Antrieben vorangetrieben. Kompakte Bauform und modularer Aufbau ermöglichen eine Vielzahl an Kombinationen bei guter Platzausnutzung. Der Einsatz von integrierten Motorreglern mit breiter Auswahl an Feldbus-Systemen ermöglicht den Einsatz in nahezu allen Industrieumgebungen. Zusätzliche sicherheitsrelevante Funktionen wie zum Beispiel eine Bremse, unabhängige Gebersysteme oder funktionale Sicherheit (STO-Funktion) ergänzen das Leistungsspektrum besonders für autonome Systeme. Für Anforderungen in Bezug auf IIoT oder Industrie 4.0 hat Dunkermotoren zudem 2021 die Marke nexofox eingeführt, die Services wie antriebsspezifischer Datenauswertung und vorausschauender Wartung anbietet.

Das Antriebsspektrum von Dunkermotoren reicht von weniger als 50 Watt Nennleistung für Achsen wie kleine Teleskoparme oder Hubachsen bis zu einer Dauerleistung von über einem Kilowatt sowie einer Spitzenabgabeleistung von bis zu 5 Kilowatt – bei einer Versorgung mit 24 bis 48 Volt Batteriespannung. Damit lassen sich Lasten von bis zu 8 Tonnen, zum Beispiel bei dem Transport von Karosserien im Fahrzeugbau bewegen und durch die eingebaute Elektronik bis auf den Bruchteil eines Millimeters genau positionieren. Dies ist wichtig, wenn an der Last genaue Montage- oder Prüfoperationen durchgeführt werden sollen.

Die Leistungselektronik

Die technische Grundlage dafür bildet die integrierte Leistungselektronik, die modular in verschiedenen Ausbaustufen erhältlich ist, wodurch der Motor in Intelligenz und Fähigkeiten angepasst werden kann. Einfache, geregelte Bewegungen sind dadurch kostengünstig umsetzbar. Jedoch ist auch eine integrierte und komplexe Ablaufsteuerung möglich, die andere Busteilnehmer ansteuern oder auf deren Bewegung reagieren kann. Teile der Bewegungssteuerung können aus der übergeordneten Steuerung in den Motor verlagert werden. Die Motor-Control-Plattform (MCP) erlaubt eine Kommunikation zwischen den Komponenten über alle gängigen Feldbus Systeme mit zwei Vorteilen:

• Der modulare Aufbau spart durch Gleichteile Kosten.

• Auf Plattformebene sind die Funktionen annähernd gleich und unabhängig von der Kommunikation.

Neben der Kommunikation sind Konzepte der sicheren Automatisierung ebenso Bestandteil des Antriebskonzeptes. Der Anbau einer Haltebremse, um das Transportmittel zu fixieren, ist standardmäßig im Baukasten für Antriebslösungen verfügbar. Ebenso gilt dies für den Aufbau eines unabhängigen, zweiten Gebersystems, welches für die sichere Überwachung der Geschwindigkeit Verwendung finden kann. Komplette Komponenten für das sichere Abschalten des Antriebs im Fehlerfall lassen sich als optionale Erweiterung anbringen. All dies kommt dem Einsatz als Antrieb in selbstfahrenden Transportsystemen entgegen.

Die Autoren Matthias Tidelski und Michael Basler sind Key-Account-Manager Industrial Automation bei Dunkermotoren.

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