Kombiniert konfiguriert

Software - Um eine Anlage optimal auszulegen, muss der Konstrukteur die passende Lineareinheit aus einer Vielzahl von Komponenten zusammenstellen. Item unterstützt hier mit seinem Konfigurationstool, wie der Fachbeitrag verdeutlicht.

02. Mai 2019
Kombiniert konfiguriert
Mit der Softwarelösung von Item beschreiben und konfigurieren Anwender ihre Automationsaufgaben auf einfache Weise. (Bild: Item)

Automatisierungslösungen im industriellen Umfeld erfüllen unterschiedliche Anforderungen: Manche Systeme sind für Präzision ausgelegt, andere auf Geschwindigkeit. Wieder andere erfüllen Aufgaben für den Transport schwerer Lasten oder müssen einen Dauerbetrieb gewährleisten. Expertenwissen, Erfahrung und Zeit sind nötig, um entsprechende Systeme zu konstruieren und in Betrieb zu nehmen. Was so komplex erscheint, ist durch intelligente Software einfacher zu realisieren. Aus einer Vielzahl von Möglichkeiten kann eine maßgeschneiderte Komplettlösung aus Linear- einheit, Motor und Steuerung entstehen.

Mithilfe der Lineartechnik lassen sich komplexe Bewegungsabläufe in einfache Anwendungen entlang einer Achse umsetzen. 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 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.

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, einem Anbieter aus dem 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

Die Software Item Motiondesigner liefert auf der Grundlage der vorhandenen Informationen eine Automationslösung, die die gestellten Anforderungen erfüllt. Viele Rechenoperationen werden durchgeführt und innerhalb weniger Sekunden ausgewertet. Zunächst fragt das Konfigurationsprogramm alle notwendigen Parameter und Gegebenheiten ab. Darüber hinaus sind zusätzliche Daten integriert, beispielsweise zur Auslastung von Motoren oder zu thermischen Messungen.

»Die Berechnungen, die unser Online-Tool berücksichtigt, basieren auf fundiertem Ingenieurwissen«, so Schmitz. »Das unterscheidet unsere Konstruktionssoftware von den marktüblichen Programmen.« Der Anwender benötigt keine speziellen Fachkenntnisse, um seinen Automationsprozess zu beschreiben, wie Item erläutert. Der Konfigurator erstellt schließlich 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 aufeinander abgestimmt sind.

Die Berechnungs- und Entscheidungshilfen können den Anwender bei der Auslegung seiner Projekte unterstützen. Vorteile der Lösung sind das Ausschließen möglicher Fehlerquellen und Zeitersparnis, so der Anbieter. Während herkömmliche Programme Minuten benötigten, um ein Ergebnis zu liefern, würde die Konstruktionssoftware des Unternehmens in Sekundenschnelle die optimale Kombination unterschiedlicher Komponenten anzeigen. Ändert der Anwender einzelne Parameter, führt der Konfigurator erneut Berechnungen durch und ändert seinen Lösungsvorschlag entsprechend.

Das Programm liefert eine umfangreiche Dokumentation mit Gegenüberstellungen, technischen Informationen und Analysen. So haben Nutzer direkt im Blick, ob alle Anforderungen erfüllt sind und welche Leistungsreserven für spätere Anpassungen bleiben. »Über die technische Unterstützung hinaus bietet die Software Projektierern maximalen Komfort«, führt Schmitz aus. Umständliche Aufzeichnungen sowie manuelle Auswertungen sind somit nicht mehr notwendig.

Inbetriebnahme des Systems

Ist die Automationsanlage konstruiert, folgt nach der Lieferung die Inbetriebnahme des Systems. Die Item-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 Item Motionsoft auf die technischen Daten von Motor, Getriebe, Steuerung und anderen Komponenten der Lineareinheit zurück, die während der Konfiguration in einer Datei abgelegt wurden. Die Inbetriebnahme- software liest diese aus und programmiert die Steuerung. Eine manuelle Eingabe ist nicht notwendig, was zu einer Zeitersparnis führt und Fehler bei der Datenübertragung verhindert.

Verschiedene Anforderungen

Das Programm ist für vielfältige Anwendungsbereiche mit unterschiedlichen Anforderungen geeignet. Bei klassischen Positioniersystemen mit Greif- und Ablegevorgängen etwa liegt der Fokus der Konfiguration auf den Aspekten Präzision und Wiederholgenauigkeit für den Dauerbetrieb.

Die Lineareinheit sollte aus leichten, schnell beweglichen Komponenten bestehen. Für diese Anwendungsfälle bietet Item Achsen mit Zahnstangenelementen an, die sich durch eine hohe Sicherheit bei vertikalen Bewegungen auszeichnen. Motor und Schlitten sind fest montiert. Durch das geringe Eigengewicht eignet sich diese Achse für Pick-and-Place-Anwendungen.

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 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.

Die exakte Reglerparametrierung fordert den Konstrukteur heraus. Hier unterstützt die Software Motionsoft, indem sie die passenden Einstellungen vornimmt, um Steuerung und Motor aufeinander abzustimmen. Die ausgewählten Komponenten werden so in der richtigen Reihenfolge, mit der passenden Geschwindigkeit und zu den vorgesehenen Plätzen bewegt.

Sollen Positionieraufgaben durchgeführt werden, stellen sich wiederum andere Anforderungen an die Automationslösung. Gefragt sind Laufruhe und höchste Genauigkeit, um beispielsweise Prüfsensoren zu bewegen sowie Drucker- oder Scanneraufgaben durchzuführen.

Ein 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 der Anbieter über ein umfangreiches Portfolio aus Linearführungen, entsprechenden Transportelementen, Antrieben und Zubehör verfügt, lassen sich Automationslösungen auf die individuellen Anforderungen und Prozesse abstimmen, so Item. »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«, erläutert der Hersteller.

Erschienen in Ausgabe: 03/2019
Seite: 52 bis 53