Der Schritt hin zur elektrischen Automatisierungstechnik benötigt neben umfangreichem Fachwissen auf dem Gebiet der Elektrik und Softwarekenntnissen auch ein vergleichsweise hohes Budget. Daher blieben die Vorteile der elektrischen Automatisierung oftmals komplexen Bewegungsanforderungen vorbehalten. Das ändert sich jetzt: Die integrierten Antriebe der Simplified Motion Series sind die perfekte Lösung für Anwender, die nach einer elektrischen Alternative für einfache Bewegungs- und Positionieraufgaben suchen, jedoch die teils aufwendige Inbetriebnahme klassischer elektrischer Antriebssysteme scheuen.
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.
Sehen Sie im ersten Video, welche Funktionen in der einfachen elektrischen Automatisierung stecken. Im zweiten Video erfahren Sie alles rund um die Simplified Motion Series – ganz einfach erklärt. Das dritte Video zeigt, wie Sie mit dem Solution Finder Schritt für Schritt in einem Tool auslegen.
Pneumatik ist nach wie vor ideal für einfache Bewegungs- und Positionieraufgaben. Mit elektrischer Automatisierung wird jedoch ein durchgängiger Informationsfluss vom Werkstück zur Steuerung bis hin zur Cloud möglich: So können Sie Inbetriebnahmezeiten reduzieren, kosteneffizient produzieren und kürzere Produktlebenszyklen handhaben.
Simplified Motion Series eignen sich dafür bestens. Sie bestehen aus unterschiedlichen Elektromechaniken mit einer anwendungsoptimierten Kombination aus Motor und Antriebsregler, dem sogenannten integrierten Antrieb. Sie können das System schnell und einfach in Betrieb nehmen – ohne externen Servoantriebsregler. Die Antriebe sind ideal für einfache Bewegungen zwischen zwei mechanischen Endlagen inklusive Zwischenposition. Auf optimierte Bewegungs-Charakteristiken, sanft gedämpftes Einfahren in die Endlage oder eine vereinfachte Press- und Klemm-Funktion müssen Sie aber dennoch nicht verzichten.
„Mit unserer Simplified Motion Series haben wir es geschafft, die Einfachheit der Pneumatik mit den Vorzügen der elektrischen Antriebstechnik zu verbinden. Damit können unsere Kunden einfachste Bewegungs- und Positionieraufgaben kostengünstig elektrisch lösen.“
Bernd Schäfer
Product Management Electric Actuators, Festo SE & Co. KG
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.
Um das System in Betrieb zu nehmen, stellen Sie alle Parameter direkt am integrierten Antrieb ein – einfach und intuitiv ohne umfangreiche oder komplexe Bedienungsanleitungen:
Sie können via IO-Link eine Zwischenposition auswählen und die Bewegung an dieser definierten Position während des Hubes unterbrechen. Anschließend bewegt sich der Antrieb weiter zur Endlage. Dies gilt für beide Bewegungsrichtungen.
Grundprofil für die Bewegung zwischen zwei Endlagen – geschwindigkeitsgeregelt.
Grundprofil für die Bewegung zwischen zwei Endlagen: geschwindigkeitsgeregelt mit Zwischenposition.
Erweitertes Bewegungsprofil für die vereinfachte Press- und Klemm-Funktion – geschwindigkeits- und kraftgeregelt.
Sortieren von zwei unterschiedlichen Werkstücken mit:
Elektrozylinder EPCS, Drehantrieb ERMS, Spindelachse ELGS-BS
Sortieren von drei unterschiedlichen Werkstücken unter Verwendung einer Zwischenposition mit:
Drehantrieb ERMS
Einpressen eines Werkstückes mit:
Mini-Schlitten EGSS
Einpressen von zwei unterschiedlichen Werkstücken unter Verwendung einer Zwischenposition mit:
Mini-Schlitten EGSS
Transfer eines Werkstückes mit:
Zahnriemenachse ELGS-TB, Elektrozylinder EPCS, Drehantrieb ERMS
Tranfer und Sortieren von zwei unterschiedlichen Werkstücken unter Verwendung einer Zwischenposition mit:
Zahnriemenachse ELGS-TB
Heben eines Werkstückes mit:
Spindelachse ELGS-BS, Mini-Schlitten EGSS, Elektrozylinder EPCS
Heben und Verteilen von zwei unterschiedlichen Werkstücken unter Verwendung einer Zwischenposition mit:
Spindelachse ELGS-BS, Mini-Schlitten EGSS
Sortieren und verpacken von Blistern und Werkstücken mit:
Elektrozylinder EPCE
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.
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.
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.
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.
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.