Tech4automation, Hersteller von Rundschalttischen für schnelltaktende Montageanlagen und Verpackungsmaschinen, geht bei seinem neuen Transfer- und Fördersystem antriebstechnisch einen direkten, kurvenfreien Weg. Gemeinsam mit Mitsubishi Electric hat das Unternehmen eine neue Bewegungsführung für das Transfersystem entwickelt. Die Einheit taktet schneller und liefert damit einen Produktivitätsgewinn von bis zu 30 Prozent. Diese Steigerung macht das System besonders für Unternehmen aus den Bereichen Consumer Goods, Elektrotechnik und Pharma spannend.
Die Maschinenbauer aus Nordrhein-Westfalen haben sich dafür auf die Suche nach der verlorenen Zeit gemacht und diese auch gefunden. Denn in der Montagetechnik lassen sich spürbare Effizienzgewinne erzielen. Tech4automation hat mit ihrer technischen Lösung ein deutlich schnelleres Transfersystem entwickelt. Anstelle von Rundschalttischen hat sich der Hersteller für Servoantriebe von Mitsubishi Electric entschieden. Er kombiniert diese mit einem Hochpräzisionsgetriebe von Melior Motion, das u.a. in Industrierobotern zum Einsatz kommt. Das neue Wirkprinzip bringt einen handfesten Vorteil mit sich: Das Fördersystem ist schneller und liefert folglich mehr Produktivität. Das Unternehmen hat Steigerungen bis zu 30 Prozent errechnet und qualifiziert sich damit auch für schnelle Montageapplikationen in der Elektronikfertigung.
Rundschalttische müssen immer mit Nenndrehzahl durch die Bewegung gehen. Erst wenn die Bewegung in der Rastung angekommen ist, lässt sich eine neue Bewegung starten. Das sind etwa 50 bis 100 Millisekunden an toter Zeit. Mit dem Servoantrieb werden mehr Drehzahl und Drehmoment in den Bewegungsprozess eingebracht. „Wir können viel mehr Power in die Kette reinbringen“, fasst Geschäftsführer Marc Schlüter zusammen.
Servogetriebemotor statt Rundschalttisch: Dieser Wechsel sei nach Auskunft von Marc Schlüter „vor gefühlt 15 Jahren gar nicht möglich gewesen, weil uns dafür das passende Getriebe gefehlt hätte“. Der Servomotor aus der HG-Reihe von Mitsubishi Electric liefert eine Leistung von 3,5 Kilowatt und ist aufgrund seiner Performance für präzise und hochdynamische Positionierungen ausgelegt. Die Leichtgängigkeit schafft in Verbindung mit dem Beschleunigungsverhalten die Grundlage für den Einsatz in dieser Anwendung. In Kombination mit einem selbstnachstellenden Planetengetriebe von Melior Motion konnte Mitsubishi Electric den Motor samt Servoregler kleiner auslegen und spart Platz, Kosten und vor allem auch Energie.
Bei der Auslegung arbeitete Tech4automation eng mit Mitsubishi Electric zusammen. „Das war ein sehr guter und schneller Support“, freut sich Marc Schlüter. Das gemeinsame Ziel bestand schon in der frühen Konzeptphase darin, das neue Antriebskonzept so einfach wie möglich zu gestalten. „Wir wollen keine Inbetriebnahme, die nur mit einem Spezialisten für Servotechnik möglich ist“, betont der Geschäftsführer. Mitsubishi Electric Vertriebsingenieur Volker Betke hat die Projektierung maßgeblich begleitet. Die einfache Inbetriebnahme ermöglicht die Autotuning-Funktion des Melservo Servoverstärker. „Anschalten, Autotuning erledigen und die Achse lief los“, blickt Betke zurück. Vorangegangen war eine Auslegung der Achse mit dem Engineering-Werkzeug Motorizer. Hier flossen die geforderten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie die Bremsrampen ein. Zudem galt es beim schnellen Taktbetrieb das Schwingungsverhalten im Griff zu behalten. „Wir erkennen Schwingungen im System, wirken innerhalb des Servoreglers dagegen und machen so schnellere Taktzeiten möglich“, erklärt Betke. Ebenfalls maßgeblich für den Erfolg: die hohe Auflösung des Rückführungssystems für den Regelkreis. Der eingesetzte Encoder liefert über vier Millionen Pulse pro Umdrehung. „Die Auflösung brauchen wir, um auf Änderungen im Regelkreis schnell zu reagieren.“
Neben Antriebsperformance und Bewegungsführung arbeiteten beide Unternehmen auch bei der Integration in den Steuerungsverbund eng zusammen. Für den Antrieb gibt es je nach Kundenwunsch einen herstellerunabhängigen SPS Schnittstellen- Baustein. „Wir passen uns entsprechend an und liefern ein System ab, dass schnell integriert ist“, freut sich Marc Schlüter. Der Maschinenbauer ist davon überzeugt, eine Lösung entwickelt zu haben, die das Zeug hat, die komplette Montage- und Verpackungsanlagen zu revolutionieren. Der Erfolg tritt aber nur dann ein, wenn sich die Einheiten nahtlos in einen bestehenden Verbund bringen lassen. Mit den Kommunikationsbausteinen ist dafür die Grundlage geschaffen.
Mitsubishi Electric bietet rotatorische, lineare und Direct-Drive Servomotoren. Die Servoantriebe kombinieren hohe Leistung und bestmögliche Maschineneffizienz. Trotz sehr kompakter Bauweise erfüllen sie ihre geforderten Aufgaben und können relativ große Massen bewegen. Mit im Motor integriertem Encoder in Standard- oder Safety-Ausführung können Daten einfach erfasst und zum Beispiel für vorausschauende Wartung weiterverarbeitet werden. Mitsubishi Electric integriert optische Sensoren, die hochauflösend und beanspruchbar sind. In einem Bereich von fünf bis 50 Grad kann so die Beständigkeit gegen Vibrationen und Schwingungen garantiert werden. Mit den MR-J4, MR-J5 und MR-JET hat der Hersteller drei verschiedene Melservo-Serien im Programm. Die Melservo MR-J4-Familie wurde für die Leistungsanforderungen moderner High-End-Maschinen entwickelt. Sie punktet durch exzellente Rundlaufeigenschaften, hohe Positioniergenauigkeit sowie Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Mit der Melservo MR-J5 Baureihe hat Mitsubishi Electric TSN-kompatible Servoregler für die moderne Produktion entwickelt. Die leistungsfähige MR-J5-Serie bietet hohe Leistung und integrierte KI-Funktionen. Hinsichtlich der Reaktionszeit des Servoverstärkers auf das Encoder-Signal kann sie noch schneller auf Veränderungen auf Applikationsseite reagieren. Zudem bieten die Servoantriebe eine höhere Spitzengeschwindigkeit und höhere Momente. Der Kunde kann so mit reduzierter Baugröße des Motors seine Maschinenproduktivität erhöhen. Eine neue Netzwerktechnologie erlaubt Taktzeiten von 31,25 Mikrosekunden und somit auch genauere Ergebnisse. Konzipiert wurde das System speziell für die Elektronikfertigung, wo es auf die Kombination aus hoher Schnelligkeit, Beschleunigung und Genauigkeit sowie Vibrationsunempfindlichkeit ankommt. Dank „one-touch-tuning“ lässt sich der Motor einfach an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Eine komplizierte Parametrierung ist nicht erforderlich. In der MR-J5-Serie sind die Sensoren komplett verbaut und so auch unempfindlich gegen Staub. Zudem sind die Geräte sehr robust. Das Gehäuse ist aus Aluminium und rundum IP67-geschützt.
Der Servoverstärker Melservo MR-JET hingegen erfüllt grundlegende Funktionen auf hohem Niveau. Die Steckverbinder sind an der Ober- und Unterseite im Servoregler integriert, wodurch sich die Verkabelung im Schaltschrank platzsparend und einfach gestaltet.
Beide Systeme sind EtherCAT fähig und wurden entwickelt, um die Konfiguration von Hochgeschwindigkeitssystemen zu ermöglichen.
Mehr über die Servo-Serien von Mitsubishi Electric erfahren Sie hier.
