Softwarelösung Linearmodule: Schnelle und effiziente Automatisierung nach Mass

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Für eine hochverfügbare Fertigung sind heute effiziente, schnell und einfach realisierbare Automatisierungslösungen gefragt. Bosch Rexroth zeigt am Beispiel von Einzel- und Mehrachs-Anwendungen, wie sich das durch Linearmodule in der Praxis umsetzen lässt.

CO2-Senkung, Lieferketten, Fachkräftemangel oder der Aufbau neuer Geschäftsfelder: Die Herausforderungen im Maschinenbau sind vielfältig und beeinflussen nicht nur die Konstruktion, sondern auch die Lieferantenwahl. Wer mit seiner Lineartechnik überzeugen will, muss Antworten auf drängende Fragen zur Automatisierung bieten. Allen voran: Wie können typische Bewegungsaufgaben möglichst schnell und effizient realisiert werden?

Die Einsatzfelder der Lineartechnik in der Automatisierung sind riesig. Sie reichen von Prozessen wie Pick-and-place, Zuführen und Dispensen über das Bestücken, Vereinzeln und Stapeln bis hin zum Montieren, Verschrauben oder Prüfen. Doch der Maschinen- und Anlagenbau kann es sich nicht leisten, Einzelkomponenten mühsam aus Katalogen herauszusuchen, auszulegen und aufeinander abzustimmen. Es wird ein intelligent verknüpftes Portfolio benötigt, aus dem die Einzelachsen, Aktuatoren sowie Mehrachssysteme digital ausgewählt, ausgelegt und fertig konfiguriert werden können. Nach Wunsch inklusive Motor und Antriebsregler bis zum kompletten intelligenten Subsystem mit Software.

Schneller zur hochverfügbaren Produktionslinie

Ein solches modular aufgebautes Baukastensystem aus Linearachsen, Antriebs- und Softwarelösungen bietet Bosch Rexroth. Das Unternehmen ermöglicht es damit der Branche, Automationsprozesse deutlich schneller und einfacher zu realisieren als bisher. Zuführen, Umsetzen und Palettieren aber auch das Be- und Entladen – all diese Prozessschritte können sehr wirtschaftlich mithilfe unterschiedlichster Linearachsen umgesetzt werden.

Wirtschaftliche Linearmodule für das Kleinteilehandling

Aufgrund verschiedenster Bewegungsanforderungen kommen für jeden Prozessschritt unterschiedlichste Linearachsen in Frage. So genügt etwa für das Zuführen und Umsetzen oder das Klemmen des Trays von Kleinteilen mit entsprechend langsamer Taktung eine kleine kompakte Handling-Achse aus dem Rexroth SMS Portfolio (Small Modules Screw Driven). Die für Kleinteilehandlings konzipierten Small Modules mit Kugelgewindetrieb nutzen den leichten Hauptkörper aus Aluminium als Teil der Linearführung und sind daher besonders platzsparende Linearmodule.

Mit den fünf Baugrößen (30, 40, 50, 80 und 120) können so typische Lasten von unter einem bis 22 Kilogramm über Strecken bis 1.200 Millimeter kosteneffizient verfahren werden. Als adäquate Alternative für Pneumatik sparen die ultrakompakten Linearachsen zudem Energie und Wartungskosten ein. Die Linearmodule SMS können online ganz einfach über Filterfunktionen ausgewählt und direkt im Rexroth Onlineshop bestellt werden.

Präzise Linearachsen für Kernprozesse

Je komplexer und anspruchsvoller die Bewegung ist, desto präziser, dynamischer und langlebiger müssen die Linearmodule sein. Für Anforderungen mit kurzen Taktzeiten und höheren Prozesskräften hat Bosch Rexroth die Linearmodulserie MKK/MKR entwickelt. In dieser Baureihe ist eine klassische Kugelschienenführung im Aluminiumhauptkörper verbaut. Der Führungswagen mit modularem Tischteil ist für Lasten zwischen fünf und 200 Kilogramm ausgelegt, wobei die Maximallänge mit Riemenantrieb bis zu zwölf Meter, mit Kugelgewindetrieb bis zu vier Meter betragen kann.

Komplette Mehrachssysteme und Linearroboter

Dank ihrer hohen Steifigkeit eignen sich die Linearachsen ebenso für den freitragenden Einbau in kartesische Linearroboter. Als besonders platzsparende Lösung kombinieren die Compactmodule CKK/CKR zwei Führungsschienen in einer Achse. So lassen sich selbst bei hohen Querkräften oder Momentbelastungen bis zu 220 Kilogramm über eine Länge von bis zu zehn Metern transportieren.

Für das Palettieren werden häufig auch verschiedene Linearsysteme zu einem kostengünstigen, aber auch leistungsstarken und langlebigen Mehrachssystem kombiniert. Das Smart Function Kit Handling von Bosch Rexroth bietet hierfür einen Baukasten, der sich schnell und flexibel zu verschiedensten Komplettlösungen kombinieren und mithilfe der vorinstallierten Bediensoftware zügig in Betrieb nehmen lässt. Für ein Szenario mit kurzer Taktzeit und genauer Positionierung kann so beispielsweise ein Dreiachser aus zwei synchronisierten Linearmodulen MKR für die X-Richtung und je einem Compactmodul für die Y- und Z-Achse zusammengesetzt werden.

Linearmodule: Elektromechanische Aktuatoren einfach ansteuern und programmieren

Einen weiteren wichtigen Beitrag zur Fabrikautomation leistet die Lineartechnik durch elektromechanische Zylinder. Die elektromechanische Lösung bietet eine Alternative zu pneumatischen oder fluidgetriebenen Aktuatoren, da sie das Motorenmoment direkt in Bewegung umsetzt, und dies sehr genau, energieeffizient und ressourcenschonend. Elektromechanische Zylinder bestehen im Wesentlichen aus einem direkt angetriebenen, eingehausten Kugel- oder Planetengewindetrieb und kommen unter anderem in der Elektronik- und Batteriefertigung oder im Segment Fast Moving Consumer Goods (FMCG) zum Einsatz. Darüber hinaus haben elektromechanische Aktuatoren den Vorteil, dass sie sich sehr einfach ansteuern und programmieren lassen.

Schnelle und einfachen Anbindung an übergeordnete Steuerung

Das Anwendungsspektrum der elektromechanischen Zylinder-Reihen EMC und EMC-HP von Bosch Rexroth reicht von dynamischen Positionieraufgaben mit Kräften ab 0,1 kN bis hin zu Press- und Fügeanwendungen mit 100 kN. Der Gesamtkatalog umfasst rund 3.000 verschiedene Konfigurationen, die mithilfe von eTools einfach definiert und bestellt werden können. Durch die Kombination mit einem Kraftsensor, Servomotor, Antriebsregler und Industrie-PC mit Bediensoftware lassen sich so auch einsatzbereite Servopressen als Smart Function Kit definieren und direkt unter einer Materialnummer bestellen. Die mechatronischen Subsysteme werden vormontiert geliefert und können über die vorinstallierte, browserbasierte Bediensoftware in wenigen Minuten in Betrieb genommen und grafisch programmiert werden.

Maschinen und Anlagen durch Linearmodule schneller am Markt

Mit modularen Linearsystemen und Aktuatoren für unterschiedliche Anforderungen lassen sich Automatisierungsaufgaben einfach, schnell und kosteneffizient lösen. Dies gilt insbesondere, wenn die Lineartechnikkomponenten nicht nur einzeln, sondern auch als mechatronisches Subsystem für typische Anwendungsfälle wie beispielsweise Handling, Pressing und Dispensing verfügbar sind. Mit dem mechatronischen Baukasten Smart MechatroniX verkürzt Bosch Rexroth die Zeit von der Idee bis zur Umsetzung maßgeblich.

Mit intelligenten Software- und eTools, abgestimmten Antriebs- und Automationspaketen bis hin zur intuitiven Bediensoftware leistet das Unternehmen auch einen Beitrag, die Auswirkungen des Fachkräftemangels abzumildern. Wettbewerbsfähige Maschinen und Anlagen können schneller auf den Markt gebracht werden.

Der Autor Timo Vogg ist Senior Manager Produkt Management Aktuatoren und Systeme der Business Unit Linear Motion Technology bei der Bosch Rexroth AG.