Automationsmodule mit Supraleitung

Artikel vom 27. Februar 2015 

Automatisierungsmodule mit Supraleitung

Supraleiter erlauben schwebendes, berührungsloses Bewegen – energiearm und effektiv. Mit dieser Technologie werden völlig neue und bislang undenkbare Anwendungen in der Automatisierungstechnik möglich. Festo erforscht seit mehreren Jahren Supraleiter und ihren industriellen Einsatz und zeigt auf der Hannover Messe 2015 wieder drei neue, innovative Anwendungskonzepte.

Es gibt zwar bereits verschiedene Automatisierungslösungen, um Objekte berührungslos zu lagern und zu führen. Aber nur mit Supraleitung gelingt es, gleichzeitig eine räumliche Rotation um 360° in beliebige Richtungen durchzuführen – und das ohne aufwendige Regelungstechnik.

Neben klassischen Automatisierungsfeldern wie dem schwebenden energiearmen Transport von Werkstücken in einer Fertigung kann Automatisierung mit Supraleitern in Bereiche vordringen, die bislang als nicht oder nur sehr schwer automatisierbar galten. So sind beispielsweise eine Handhabung von Objekten durch Wände hindurch oder eine berührungslose Übergabe über Systemgrenzen hinweg möglich. 2015 zeigt Festo mit SupraCycle, SupraHelix und SupraCarrier wieder drei neue Future Concepts für diese Technologie.

SupraCarrier – Lagern und Bewegen auf schwebenden Walzen

Auf einer elektrischen Achse sind zwei Kryostate mit Supraleitern montiert, über denen jeweils zwei magnetische Transportwalzen schweben. Auf den Walzen liegt ein flacher Werkstückträger. Die elektrische Achse bewegt die Supraleiterelemente und mit ihnen den Werkstückträger hin und her. Zwischen den Supraleitern und den schwebenden Walzen befindet sich eine Abdeckung mit Öffnungen, durch die die Walzen durch Absenken der Kryostate verschwinden; der Werkstückträger liegt dann auf der Abdeckung auf.

Die gesamte Transporteinheit ist frei von Schmierstoffen und sehr einfach zu reinigen: Die Abdeckung schützt die Automatisierungsmodule vor Verschmutzungen, die passiven Walzen können leicht entfernt und getrennt von der Anlage gereinigt werden.

SupraCarrier – Lagern und Bewegen auf schwebenden Walzen
SupraCarrier – Lagern und Bewegen auf schwebenden Walzen

SupraHelix – rotierende Förderwelle

Beim Exponat SupraHelix sind zwei Kryostate mit Supraleitern nebeneinander auf einem drehbaren Modul angebracht. Unter ihre Sprungtemperatur gekühlt bringen sie  magnetische Welle in einem Abstand von acht Millimetern zum Schweben, die dann unter den Kryostaten hängt. Anschließend wird die Welle in eine Neigung von 40 Grad gebracht.

Ein Elektroantrieb versetzt sie berührungslos in eine Drehbewegung, so dass sie über ihr Gewinde Metallringe nach oben fördern kann. Das Exponat zeigt, wie ringförmige Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert werden können. Auch zum Polieren oder Schleifen könnte diese federnde angetriebene Welle eingesetzt werden.

SupraHelix – rotierende Förderwelle
SupraHelix – rotierende Förderwelle

SupraCycle – berührungslose Übergabe

Das SupraCycle zeigt erstmals die aktive Übergabe eines schwebenden Permanentmagneten von einem Supraleiter-Automatisierungsmodul zu einem anderen. Auf einer Grundplatte wurden drei um 360° drehbare Kryostate mit Supraleitern verbaut. Zwei Magnete werden jeweils mit einem Schwebeabstand von einigen Millimetern zu den Supraleitern eingefroren und anschließend reihum von einem Kryostat auf den nächsten übergeben.

Eine mögliche Anwendung, die sich aus dem SupraCycle ableiten lässt, ist die berührungslose Übergabe des Objektträgers zwischen zwei Systemen. Somit werden erstmals beliebig lange Prozessketten möglich.

SupraCycle – berührungslose Übergabe
SupraCycle – berührungslose Übergabe

Wie die Supraleiter-Technologie funktioniert, sehen Sie hier: