Baukastensystem zur pneumatischen und elektromechanischen Positionierung

Positionier-Baukasten

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Der Anwender hat die Qual der Wahl, das für seine Aufgaben wirtschaftlichste Positioniersystem auszuwählen: dynamisch pneumatisch oder hochpräzise elektromechanisch positionieren? Mit dem Positionier-Baukasten von Festo läßt sich für beide Einsatzfelder eine effektive Automatisierungslösung realisieren und so die Entscheidung erleichtern. Das freie Kombinieren pneumatischer und elektromechanischer Achsen mit Zahnriemen oder Spindel macht’s möglich.

Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Oliver Naucke, Fachpressearbeit der Festo AG & Co. in Esslingen

Das einheitliche Profilgehäuse der kolbenstangenlosen Pneumatikantriebe kommt auch bei pneumatischen und elektrischen Achsen zum Einsatz. Außer an der Ener-gieversorgung, läßt sich demnach am Achsenprofil optisch nicht erkennen, welche Technik integriert ist. Gemäß der Kraft- und Momentbelastung wird die passende Führung zur Antriebsart gewählt. Für sehr schwere Lasten wurde zusätzlich eine neue Schwerlastführung Typ HD in fünf Baugrößen entwickelt.
Kostensparend – pneumatisch
Die pneumatischen Positionierachsen DGP eignen sich vorrangig für Anwendungen mit kurzen Zykluszeiten und hoher Dynamik. Je kürzer der Positionierweg und die Maschinentaktzeit, um so wichtiger ist die hohe Beschleunigung. Hier sind pneumatische Achsen mit Beschleunigungswerten bis etwa 30 g interessant. Sie sind robust, langlebig, preiswerter als elektrische Achsen und für viele Positionieraufgaben im Hubbereich bis 2 m (Pick and place, Palettieren, Magazinieren usw.) hinreichend genau. Diese Achse ist mit den Kolbendurchmessern 8, 12, 18, 25, 32, 40, 50 und 63 mm im Programm. Pro Achse sind notwendig:
m ein pneumatischer Linearantrieb,
m ein Proportional-5/3-Wegeventil (lie-ferbar in 5 Größen von 100 bis 2000 min-1 Nenndurchfluß),
m ein parallel zum Antrieb montiertes analoges oder digitales (auch integrierbares) Wegmeßsystem
m sowie ein programmierbarer Achscontroller.
Der Achscontroller SPC-200 bietet eine individuelle Betriebsartenvorwahl. Er optimiert das System bei Laständerungen und ermöglicht den Stand-alone-Betrieb einer oder mehrerer Achsen. Die Programmierung erfolgt direkt am Achs-controller oder am PC mittels der NC-orientierten Festo-Software WinPisa.
Neu ist das integrierte digitale Wegmeßsystem im pneumatischen Antrieb. Es spart Montage und Einbauraum. Das Meßrohr liegt in einer Bohrung des Antriebsprofils, die Elektronik am Zylinderdeckel. Der Ultraschall-Wegaufnehmer arbeitet berührungslos und dadurch verschleißfrei – ein digitales System mit längenunabhängiger, feiner Auflösung. Die Positioniergenauigkeit hängt vom Gesamtsystem ab und beträgt +/-0,2 mm bei einer Meßsystemlänge bis 2 m.
Präzise – elektromechanisch
Auch bei größeren Hüben schnell und exakt Positionen anzufahren, ist die Stärke des Zahnriemenantriebs. Sechs Baugrößen leisten bis zu 1600 N maximale Vorschubkraft, mit Hublängen von 100 bis 5000 mm. Die Positioniergenauigkeit beträgt minimal +/-0,1 mm. Je nach Motor und Hub sind sie bis zu 5 m/s schnell.
Präzise und stark ist der Kugelrollspindel-Antrieb von Festo. Er erreicht die höchste Genauigkeit dieses Baukastens und – wenn erforderlich – auch die höchste axiale Kraft. Die Spindelachsen liefern maximal 3700 N und besitzen Hublängen von 100 bis 2000 mm. Diese Antriebsart ist bis +/-0,02 mm genau. Die Verfahrgeschwindigkeiten liegen bei bis zu 0,5, 1,0 bzw. 1,2 m/s – je nach Motorantrieb und Hub.
Die elektrischen Achsen, DGE und DGEL, können bei Bedarf mit Befestigungen, Mittenstützen, Stoßdämpfern und zweitem Schlitten ausgestattet werden. Ein „Achsenpaket“ besteht aus Linearantrieb, 5-Phasen-Schrittmotor mit Leistungselektronik bzw. AC-Servomotor mit Servoverstärker als Einschubkarte, Kabelsatz und Dokumentation.
Zeitgewinn bei Konstruktion und Montage
Durch die gleichen Hauptabmessungen aller drei Achskonzepte – Zahnriemen, Spindel oder Pneumatik -, ergeben sich eine Reihe von Vorteilen: Zubehörteile wie Befestigungen, hydraulische Dämpfer, Sensoren, Nutensteine und Zentrierhülsen sind mehrfach verwendbar. Die Achssysteme können bei gleicher Baugröße ohne allzu große konstruktive Änderungen untereinander ausgetauscht werden. Bei ähnlichen Aufbauten bedeutet dies einen enormen Zeitgewinn. Der Positionier-Baukasten gibt dem Konstrukteur die Möglichkeit,
m das Achskonzept nach geforderter Genauigkeit, Geschwindigkeit und Linearbeschleunigung,
m die Baugröße nach Vorschubkraft, Einbaulage und Einbauraum sowie
m die Standardhublänge zusammen mit Führungen und Zubehör
beliebig zu kombinieren.
Einzelkomponente, Lösungspaket oder Komplettlösung
Der Baukasten ermöglicht ein sehr flexibles und individuelles Vorgehen bei der Lösung von Positionieraufgaben. Je nach Kapazität, Know-how und/oder Terminsituation wählt man Komponenten, Lösungspakete oder aber die Komplettlösung.
Anwender, die ihre Positionieraufgaben individuell lösen möchten, wählen Einzelkomponenten und die notwendigen Zubehörteile. Die einzelnen Bausteine können dabei nahzu beliebig kombiniert werden. Bei Lösungspaketen steht nicht die Einzelkomponente im Vordergrund, sondern fertig geschnürte, aufeinander abgestimmte Pakete für die gewünschte Positionierart. Komplettlösungen dagegen, eignen sich ideal für Anwender mit wenig Zeit und geringer Projektierungserfahrung. Zu nennen ist lediglich die Aufgabenstellung, alles andere erledigt Festo. Der Leistungsumfang reicht hierbei vom Projektieren, Montieren, Programmieren, Prüfen und Installieren bis hin zur Inbetriebnahme. Am Ende erhält man seine auf den individuelle Einsatzfall abgestimmte Lösung, vom maßgeschneiderten Einachssystem bis zu kompletten Mehrachssystemen.
Weitere Informationen E eA 550
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