Einfache elektrische Automatisierungslösung: Simplified Motion Series

Einfache elektrische Automatisierungslösung

Der Schritt hin zur elektrischen Automatisierungstechnik ist nicht ohne. Neben umfangreichem Fachwissen auf dem Gebiet der Elektrik und Softwarekenntnisse benötigen Sie auch ein vergleichsweise hohes Budget – da wundert es nicht, dass die Vorteile elektrischer Automatisierung bislang komplexen Bewegungsanforderungen vorbehalten geblieben sind. Das ändert sich jetzt: Mit Simplified Motion Series geben wir Ihnen eine Automatisierungslösung an die Hand, die eine Brücke schlägt zwischen der einfach zu installierenden Pneumatik und der smarten elektrischen Automatisierung. Gestalten Sie Ihre Produktion effizienter: Einfach via Plug-and-work.

Erklärvideo - Simplified Motion Series

Elektrische Automatisierung
mit Plug-and-work


Die Simplified Motion Series verbindet erstmals die Einfachheit der Pneumatik mit den Vorteilen elektrischer Automatisierung. Die Inbetriebnahme der voll integrierten Einheiten erfolgt ohne jegliche Software, einfach nach dem „Plug-and-work“-Prinzip. Das reduziert den Installationsaufwand auf ein Minimum.

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Mit digitalen I/O (DIO) und IO-Link sind dabei immer zwei Steuerungsarten standardmäßig mit an Bord und ermöglichen eine durchgängige Kommunikation bis in die Cloud.

NEU: Ab sofort hat die Simplified Motion Series noch eine weitere Funktionalität mit an Bord → Im IO-Link-Modus können Sie zusätzlich zu den Endlagen eine frei wählbare Zwischenposition nutzen! Für bereits bestehende Systeme der Simplified Motion Series steht im Festo Support Portal eine neue Firmware zum Download zur Verfügung.

Pneumatik ist nach wie vor das Mittel der Wahl für einfache Bewegungs- und Positionieraufgaben. In einer mehr und mehr digitalisierten Welt wird jedoch die elektrische Automatisierung und ein durchgängiger Informationsfluss vom Werkstück zur Steuerung bis hin zur Cloud unerlässlich: So können Sie Inbetriebnahmezeiten reduzieren, eine kosteneffiziente Produktion gewährleisten und kürzere Produktlebenszyklen handhaben. Die höheren Investitionskosten elektrischer Automatisierungslösungen werden also durch Einsparungen im laufenden Betrieb abgedeckt. Und auch die Inbetriebnahme gelingt jetzt einfach und schnell. Wie das geht? Mit unserer Simplified Motion Series.




Die Einfachheit der Pneumatik kombiniert mit den Vorteilen elektrischer Automatisierung

Simplified Motion Series besteht aus unterschiedlichen Elektromechaniken mit einer anwendungsoptimierten Kombination aus Motor und Antriebsregler, dem sogenannten integrierten Antrieb. Somit wird kein externer Servoantriebsregler benötigt und Sie können das System schnell und einfach in Betrieb nehmen. Die Antriebe sind ideal für einfache Bewegungen zwischen zwei mechanischen Endlagen. Auf optimierte Bewegungs-Charakteristiken, sanft gedämpftes Einfahren in die Endlage oder eine vereinfachte Press- und Klemm-Funktion müssen Sie aber dennoch nicht verzichten.

Einfache Inbetriebnahme durch Plug-and-work

Für die Inbetriebname nach dem Plug-and-work-Prinzip brauchen Sie weder Software noch PC, da alle Parameter manuell am Antrieb eingestellt werden. Via digitaler I/O (DIO) oder IO-Link, die beide standardmäßig integriert sind, können Sie Simplified Motion Series direkt mit der Steuerung verbinden.

Funktion und Konfiguration von Simplified Motion Series

Einfache elektrische Automatisierungslösung: Grundprofil



Grundprofil für die Bewegung zwischen zwei Endlagen – geschwindigkeitsgeregelt.

Einfache elektrische Automatisierungslösung: Erweitertes Bewegungsprofil


Erweitertes Bewegungsprofil für die vereinfachte Press- und Klemm-Funktion – geschwindigkeits- und kraftgeregelt.








Verfügbare Grundfunktionen können über digitale I/O (DIO) eingestellt werden:

  • Geschwindigkeit und Kraft
  • Referenz-Endlage und Dämpfung
  • Endpositionen


Zusätzliche, erweiterte Funktionen sind über IO-Link verfügbar:

  • Ferneinstellung der Bewegungsparameter
  • Kopie und Backup-Funktion zur Parameter-Übertragung zwischen Antrieb und Computer bzw. vom Computer auf einen anderen identischen Antrieb
  • Lesefunktionen der Prozessparameter

1) Inbetriebnahme

Um das System in Betrieb zu nehmen, stellen Sie alle Parameter direkt am integrierten Antrieb ein – einfach und intuitiv ohne umfangreiche oder komplexe Bedienungsanleitungen:

  • Geschwindigkeit für die Bewegung „Out” und „In”
  • Kraft des Antriebs in der Position „Out”
  • Setzen der Referenz-Endlage
  • Setzen der Position „Beginn kraftkontrollierte Bewegung”
  • Manueller Start durch Simulation von DIO Signalen (analog einer Handhilfsbetätigung)

2) Einfacher elektrischer Anschluss durch M12 Steckertechnik

  • Power (4-polig): Spannungsversorgung für den Motor
  • Logic (8-polig): Steuerungssignal, Sensorsignal und Strom für die integrierte Elektronik

Zahnriemenachseneinheit

Zahnriemenachseneinheit ELGS-TB

Kompakt, langlebig, günstig – die präzise, belastbare Schlittenführung innen ist dauerhaft geschützt von einem Edelstahl-Abdeckband. Als Teil der Simplified Motion Series lässt sich ELGS-TB einfach konfigurieren und ohne Software direkt in Betrieb nehmen. Inklusive IO-Link und digitale I/O (DIO).

Spindelachseneinheit

Spindelachseneinheit ELGS-BS

Sehr kompakt und günstig – die präzise, belastbare Schlittenführung innen ist dauerhaft geschützt von einem Edelstahl-Abdeckband. Als Teil der Simplified Motion Series lässt sich ELGS-BS einfach konfigurieren und ohne Software direkt in Betrieb nehmen. Inklusive IO-Link und digitale I/O (DIO).

Minischlitteneinheit

Minischlitteneinheit EGSS

Belastbare, günstige Mini-Schlitteneinheit mit ruhigem Spindellauf für Z- oder geführte lineare Einzelbewegungen zwischen 2 Endpositionen. Als Teil der Simplified Motion Series lässt sich EGSS einfach konfigurieren und ohne Software direkt in Betrieb nehmen. Inklusive IO-Link und digitale I/O (DIO).

Elektrozylindereinheit

Elektrozylindereinheit EPCS

Extrem günstig, trotzdem leistungsstark und sehr flexibel: EPCS. Hier trifft die Einfachheit der Pneumatik auf die Vorteile elektrischer Automation. Sehr kompakt, ideal für kleine Einbauräume. EPCS lässt sich sehr einfach parametrieren – ohne Software!

Zahnriemenachseneinheit

Zahnriemenachseneinheit ELGE-TB

Die extrem preisattraktive Zahnriemenachse ELGE-TB ist mit ihrem sehr ruhigen Laufverhalten ideal für einfache Aufgaben. Als Teil der Simplified Motion Series lässt sich ELGE-TB einfach konfigurieren und ohne Software direkt in Betrieb nehmen. Inklusive IO-Link und digitale I/O (DIO).

Drehantriebseinheit

Drehantriebseinheit ERMS

Die günstige Drehantriebseinheit für einfache Schwenkaufgaben mit 90° oder 180° Winkel trotzt auch erhöhter mechanischer Belastung. Als Teil der Simplified Motion Series lässt sich ERMS einfach konfigurieren und ohne Software direkt in Betrieb nehmen. Inklusive IO-Link und digitale I/O (DIO).

Elektrozylindereinheit

Elektrozylindereinheit EPCE-TB

EPCE ist ein Elektrozylinder für kurze Hübe und Zykluszeiten, bei minimalem Nullhub und bestem Preis-Leistungsverhältnis. Er eignet sich ideal für den Einsatz in Test- und Prüfanlagen, beim Labeling und für einfache Zentrieraufgaben und zum Ausrichten von Werkstücken.




Typische Anwendungen mit Simplified Motion Series

Sortieren

Produkte: EPCS, ERMS, ELGS-TB, ELGS-BS

Positionieren

Produkte: EPCS

Pressen

Produkte: EGSS

Transfer

Produkte: ELGS-TB, ELGS-BS, EPCS, ERMS

Heben

Produkte: ELGS-TB, ELGS-BS, EGSS, EPCS

Stoppen

Produkte: ERMS

Türöffner

Produkte: ELGS-TB, ELGS-BS, EPCS

Sortieren und verpacken
Produkte: EPCE

Testen
Produkte: EPCE

Warum wurde Simplified Motion Series entwickelt?

Für einfache Anwendungen und Bewegungsaufgaben werden bevorzugt pneumatische Antriebe ausgewählt. Diese kombinieren eine einfache Installation und Steuerung mit hoch attraktiven Investitionskosten.

Festo, als ein führender Anbieter für sowohl pneumatische als auch elektrische Automatisierungskomponenten, bringt jetzt mit der neuen Simplified Motion Series die Einfachheit der Pneumatik in die Welt der elektrischen Automatisierung.

Auch wenn Pneumatik die bevorzugte Lösung für Anwendungen darstellt, die einfache Bewegungen erfordern, sieht sich diese Technologie doch mehr und mehr einer digitalisierten Welt gegenüber. Hier sind aktuelle Informationen zum Status des Antriebs erforderlich, um Inbetriebnahmezeiten zu reduzieren, eine kosteneffiziente Produktion zu gewährleisten und kürzere Produktlebenszyklen zu handhaben.

Darüber hinaus müssen, auch wenn pneumatische Antriebe – in Bezug auf die Investitionskosten – die attraktivere Technologie darstellen, die Gesamtkosten, die Total Cost of Ownership, betrachtet werden.

Diagnose und Big Data erfordern einen durchgängigen Informationsfluss vom Werkstück zur Steuerung und zur Cloud. Traditionelle Pneumatiksysteme haben Probleme mit dieser Herausforderung, weil Druckluft eben keine Daten übertragen kann. Werden diese Faktoren in Betracht gezogen, ist es nicht überraschend, dass Maschinenhersteller die elektrische Bewegung mehr und mehr als wertvolle Ergänzung oder sogar Alternative zur Pneumatik sehen.

Warum hat also der Schritt weg von der Pneumatik hin zur Elektrik noch nicht stattgefunden?

Wenn man Bedarf und Trends in der Automatisierung betrachtet, würde man erwarten, dass der Übergang viel schneller abläuft, als dies tatsächlich geschieht. Dies ließe sich durch die Entwicklung neuer Pneumatikprodukte und Technik erklären, bei der auf diese neuen Anforderungen mit ausgereifter Technologie reagiert wird.

Die offensichtlichere Erklärung ist jedoch, dass die meisten komplexen Bewegungen in Maschinen bereits über elektrische Antriebe gelöst werden und dass einfache Bewegungen leicht über Pneumatik zu lösen sind.

Und auf diesem Gebiet haben die elektrischen Antriebe einige Defizite: so sind sie noch immer zu teuer und ihre Inbetriebnahme ist zu komplex. Ein Pneumatiksystem kann mit überschaubaren Fachkenntnissen und einem Schraubendreher einfach in Betrieb genommen werden, während umfangreichere Schulungen und Fachwissen auf dem Gebiet der Elektrik sowie Softwarekenntnisse erforderlich sind, um elektrische Zylinder ganz einfach zwischen zwei Endpositionen zu bewegen. Festo nahm sich diesen Marktbedarf für einfache elektrische Antriebe vor und löste ihn mit der Simplified Motion Series.

Was ist der Vorteil gegenüber reiner elektrischer Automatisierung?

Simplified Motion Series von Festo ist daher nicht nur eine neue Baureihe elektrischer Antriebssysteme, sie wurde von Grund auf für Einfachheit bei der Installation entwickelt.

Der Kern von Simplified Motion Series, die im September 2019 auf den Markt gebracht wurde, ist ein neuer integrierter Motor mit fest montierter Antriebseinheit und steht fertig vormontiert für eine ganze Reihe mechanischer Antriebe zur Verfügung. Das ermöglicht Linear- und Drehbewegungen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Baugrößen.

Dieses Konzept verringert damit nicht nur den Platzbedarf der Installation, sondern auch die Installationszeit und die Kosten im Produktionsprozess.

Was ist der Vorteil gegenüber der Pneumatik?

Ein mechanisches Installationskonzept alleine hilft noch nicht, die Lücke zur Pneumatik zu schließen. Der entscheidende Faktor ist die Funktionalität. Es ist daher notwendig, sich auf eine Reduzierung der Bewegungskomplexität bei Simplified Motion Series zu konzentrieren, um eine echte Alternative aufzubauen.

Bei einem pneumatischen Aktuator wird eine einfache Bewegung zwischen zwei mechanisch definierten Endpositionen über einen harten Anschlag oder eine Dämpfung gelöst und dabei ist die Zykluszeit nicht immer zu 100% reproduzierbar. Bei Simplified Motion Series wird eine fest eingestellte Beschleunigungs- und Verzögerungsrampe mit einer konstanten Geschwindigkeit kombiniert, um eine sanft gedämpfte und reproduzierbare Bewegung zu realisieren.

Die Pneumatik verfügt über die wunderbare Funktionalität, ohne zusätzliche Kosten von einer dynamischen Bewegung in einen Pressmodus übergehen zu können. Bei traditioneller elektrischer Antriebstechnik kann dies nur über einen erhöhten Programmieraufwand erreicht werden.

In der neuen Baureihe wird dies jetzt auf intelligente Weise gelöst. Hier wird einfach die geschwindigkeitsgeregelte Strecke verkürzt und an diesem Punkt geht dann die dynamische Bewegung in eine kraftgeregelte Pressbewegung über – ohne Programmieraufwand und direkt am Antrieb eingestellt.

Weiteres Plus: Softwarefreie Inbetriebnahme und digitale I/O und IO-Link

Das Konzept die Einfachheit der Pneumatik mit den Vorteilen elektrischer Antrieben zu kombinieren wird auch auf die Steuereinheit übertragen und verbindet softwarefreie Inbetriebnahme mit modernsten Steuerungsoptionen für einfache Antriebe: digitale I/O und IO-Link. Der integrierte Motor ist mit zwei Standardanschlüssen ausgestattet und basiert auf dem „Plug-and-work” Prinzip: keine Software und keine Parametrisierung notwendig.

Um die gleiche einfache Bedienung zu gewährleisten, können alle Einstellungen über drei Knöpfe und ein leicht verständliches LED Menü direkt am Motor vorgenommen werden. Es können die Geschwindigkeit und die Kraft für beide Richtungen eingestellt werden. Darüber hinaus werden die Knöpfe auch für die Einstellung der Referenzendposition und des Übergangspunkts zwischen Geschwindigkeits- und Kraftregelung verwendet. Abschließend können über den Demo-Modus alle Bewegungen direkt am Gerät getestet werden. Dadurch können alle Achsen an der Maschine vollständig in Betrieb genommen werden, ohne dass der Software-Ingenieur seinen Laptop überhaupt geöffnet hat.

Am einfachsten werden die Antriebe über zwei Digitaleingänge gesteuert, ähnlich einem 5/3-Wege Pneumatikventil, was eine sehr kostengünstige Installation ermöglicht. Über zwei Digitalausgänge ist es zusätzlich möglich zu erkennen, ob, wie bei einem Zylinderschalter, die Endpositionen erreicht wurden – aber ohne deren zusätzliche Kosten.

Das interessanteste Merkmal der Serie ist jedoch die standardmäßig integrierte IO-Link Funktionalität, die einfache elektrische Antriebe mit der Welt von Industry 4.0 und Digitalisierung verbindet. Mit IO-Link können alle Parameter fernübertragen, auf mehrere Antriebe kopiert oder als Backup im Falle eines Antriebsausfalls verwendet werden. Darüber hinaus können so auf einfache Weise weitere Parameter, wie die gefahrene Strecke und die Anzahl der Arbeitszyklen, ausgelesen werden. Diese Daten können dann für vorbeugende Instandhaltung verwendet oder in die Cloud gesendet werden. Schließlich ist es mit IO-Link außerdem möglich, die Bewegung an einer vordefinierten Zwischenposition mitten im Hub zu stoppen und so mechanische Anschläge, wie bei der Pneumatik üblich, zu vermeiden. Das macht die Simplified Motion Series noch flexibler.

Da in allen Antriebe der Baureihe immer sowohl digitale I/O als auch IO-Link integriert sind, ist es möglich, die Vorteile beider Optionen zu nutzen, zum Beispiel die Inbetriebnahme mit IO-Link und Ansteuerung über digitale I/O.

Durch all die Merkmalen der softwarefeien Inbetriebnahme und der einfachen Steuerung über digitale I/O und IO-Link, zusammengefasst in einer kompakten, integrierten Antriebseinheit, wird dank Simplified Motion Series die Einfachheit der Pneumatik jetzt zum ersten Mal mit den Vorteilen der elektrischen Automatisierung ideal kombiniert. So können Maschinenhersteller elektrische Antriebe jetzt auch für sehr einfache Aufgaben verwenden und damit ihre Maschinen auf ein neues Leistungsniveau heben.