Kompakte Positionierantriebe sorgen für optimierte Maschinenrüstzeiten
17.05.2016 -
Stellantriebe, die trotz höchster Funktionalität und Leistung nicht viel mehr Platz als eine 0,33 Liter Getränkedose in Anspruch nehmen, eignen sich hervorragend zur vollautomatischen Formatverstellung in Maschinen und Anlagen mit beengten Platzverhältnissen.
Ständige Produktwechsel und stark variierende Produktgrößen sind Alltag in vielen Branchen und bedingen zahlreiche Einstell- und Justagearbeiten an Vorschub- und Hilfsachsen. Beispiele sind Produktionsmaschinen der Bereiche Metall-, Verpackungs-, Holz-, Glas-, Druck- und Kunststoffindustrie sowie Werkzeugmaschinen. Minimierung von Nebenzeiten und Ausschuss nimmt starken Einfluss auf die Effizienz und Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens. Die mechanische Entwicklung der Maschinen ist soweit ausgereift, dass sich nur noch durch verstärkte Automatisierung Zeit- und Kostenvorteile ergeben. Das erklärt auch den zunehmenden Bedarf an Stellantrieben. Die Verstellung geschieht rund viermal schneller und wesentlich präziser als manuell.
Mit den neuen Siko Stellantrieben gelingt dies zukünftig auch bei Maschinen, an die bislang aufgrund der beengten Platzverhältnisse kein Antrieb angebaut werden konnte. Die Kompakt-Positionierantriebe des Typs AG25 bzw. AG26 sind trotz minimaler Abmessungen bis zu einem Drehmoment von 13Nm erhältlich. Die Antriebe verfügen über eine Hohlwelle mit Klemmring für eine einfache Montage. Der AG25 hat die Abmessungen einer 0,33-Liter-getränkedose. Der AG26 baut geringfügig größer.
Eine Kostengegenüberstellung der vollautomatischen Formatverstellung zur Handverstellung bei Maschinen zeigt oft, dass die Unterschiede nur unwesentlich sind. Diese lagen in der Praxis schon bei unter 1% Mehrkosten des Maschinenpreises für die vollautomatische Formatverstellung. Ein Grund hierfür ist, dass schwer zugängliche Stellen nicht mehr durch Abbau von Mechanik, etwa Winkelgetrieben, für die Handverstellung zugänglich gemacht werden müssen.
Von 45 auf unter 5 Minuten
Ein Praxisbeispiel zeigt: Stellantriebe können Rüstzeiten enorm reduzieren. Die zum weltbekannten Dübel-hersteller gehörende Fischer Sondermaschinenbau und Siko als Lieferant von Stellantrieben ziehen eine überaus positive Bilanz ihrer Kooperation. Für Fischer ließ sich mit verhältnismäßig geringem Erstaufwand eine deutliche Steigerung des Automatisierungsgrades der Produktionslinien und insbesondere der Verpackungsfertigung erzielen. Dazu Herbert Erath, Leiter Sondermaschinenbau bei Fischer: „Wir konnten die Rüstzeiten von 45 Minuten auf unter 5 Minuten senken.“
Höchst zufrieden äußert sich Herbert Erath auch über die Tatsache, dass über eine einfache Auswahl der Materialnummer die gesamte Produktion auf die gewünschten Teile umgestellt werden kann. Diese Automatisierung der Verpackungsfertigung erschließt fischer neue Kundenkreise und trägt erheblich zur Qualitätssicherung bei Kleinstaufträgen bei. Siko wiederum konnte die willkommene Möglichkeit nutzen die erfolgreiche Testphase der innovativen AG05 bei einem Branchenführer durchzuführen und damit einen zufriedenen Neukunden internationalen Formats zu gewinnen.
Motor, Getriebe, Leistungselektronik und Busschnittstelle sind in den Stellantrieben auf engstem Raum integriert, so dass im Feld nur noch der Busanschluss und eine 24V Gleichspannungsversorgung zugeführt werden muss. Dadurch werden die Gesamtsystemkosten für die Integration in die Maschine gegenüber einem diskreten Aufbau drastisch reduziert. Für den integrierten hochpräzisen Multiturn- Absolutwertgeber, der die Position der Antriebswelle auch beim Verdrehen der Welle im stromlosen Zustand des Stellantriebes erfasst, sind selbst große Verfahrbereiche bis zu über 2500 Umdrehungen kein Problem.
Zu den schon seit langem angebotenen Datenschnittstellen SIKONET5, Profibus und CAN hat Siko nun die gängigsten Industrial - Ethernet - Feldbus Schnittstellen implementiert: Profinet, EthernetIP, EtherCAT und POWERLINK. Hierzu verfügen die Stellantriebe über zwei M12 D-Codierte Busanschlüsse zum Aufbau einer Buslinie, ohne eine sternförmige Verdrahtung zur Steuerung vornehmen zu müssen.
Mittels serieller Serviceschnittstelle kann auf den Antrieb ohne Steuerung zugegriffen werden. Diese eignet sich in Zusammenhang mit dem SIKO-Tool ProTool DriveLine und dem Schnittstellenadapter AIF01 hervorragend für Inbetriebnahme- und Testzwecke. Selbstverständlich können die Stellantriebe AG25 bzw. AG26 auch direkt über die übergeordnete SPS konfiguriert und parametriert werden.
Der Serviceanschluss stellt außerdem einen frei konfigurierbaren digitalen Ausgang und vier frei konfigurierbare, digitale Eingänge zur Verfügung.Vier LEDs zeigen im Feld wichtige Port- und Switch-Statusinformation. Die Busadresse kann auf Wunsch mittels DIP-Schalter eingestellt werden. Zum Einrichten kann der Antrieb über zwei unter einem Gehäusedeckel platzierte Drucktaster direkt verfahren werden. Die Antriebe sind bis zur Schutzart IP65 erhältlich, welche auch während des Verfahrbetriebes gewährleistet ist.
Die Einbindung in verschiedene Sicherheitskonzepte ist sehr einfach zu realisieren, da die Spannungsversorgung für die Steuer- und Leistungselektronik getrennt erfolgt. Die übergeordnete SPS wird durch die integrierte Regelelektronik maßgeblich entlastet. Außerdem sind Überwachungsfunktionen für Temperatur-, Strom- und Schleppfehler bereits im Antrieb integriert.
Die Anwendungsgebiete der AG25 und AG26 Stellantriebe sind das Verstellen von Formaten, Anschlägen, Werkzeugen und Ventilen. Diese, sowie einer ganzen Reihe vergleichbarer Positionieraufgaben finden Anwendung in der Verpackungs- und Holzbearbeitungsindustrie, der Drucktechnik und Papierverarbeitung, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in der Textilindustrie sowie in der Elektronikfertigung.