KEM Konstruktion 03.2022
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Ausgabe 03 | 2022<br />
www.kem.de<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
Schutz und Monetarisierung<br />
von 3D-Druckdaten<br />
Digitalisierung/3D-Druck<br />
» Seite 16<br />
Digitalisierung leicht<br />
gemacht<br />
Schaltschrankbau<br />
» Seite 30<br />
Antreiben –<br />
Steuern – Bewegen<br />
Sonderteil zur Antriebstechnik<br />
» ab Seite 36<br />
„Robotik verlangt<br />
intelligente<br />
Sicherheitslösungen“<br />
Philip Schmersal, Geschäftsführender<br />
Gesellschafter,<br />
Schmersal Gruppe<br />
» Seite 22<br />
TITELSTORY<br />
Sicherheits -<br />
bremsen für<br />
Fahrerlose Transportsysteme<br />
» Seite 40<br />
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
Drehverbindung mit Direktantrieb – Franke LTD<br />
Der Franke-Torque:<br />
superkompakt und superindividuell<br />
Ein Franke-Torqueantrieb Typ LTD bietet außergewöhnliche Vorteile. Wegen der integrierten<br />
Franke-Lagertechnik benötigt er den geringstmöglichen Raum und lässt sich ideal an<br />
spezifische Anforderungen anpassen. Nach Bedarf komplett mit Servoregler, Messsystem<br />
und Wasserkühlung.<br />
Mehr über Franke in unserem neuen<br />
Unternehmensvideo.<br />
www.franke-gmbh.de
» EDITORIAL<br />
Innovieren –<br />
fast ohne Limits<br />
Wie Maschinen- und Anlagenbauer gerade auch engineeringseitig mit<br />
Limitierungen wie begrenztem Bauraum oder den knappen Ressourcen<br />
wie Zeit und Geld oder Werkstoffen und Komponenten umgehen können,<br />
zeigt ein Blick in die Themen der aktuellen Ausgabe. Dabei wird wieder<br />
mal deutlich, dass in Limitierungen verschiedener Art oft sogar wichtiges<br />
Innovationspotenzial steckt.<br />
„Leistungsstarke Antriebstechnik – wenig Platz ist kein Argument!“, lautet<br />
die Websession von <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, zu der wir Sie herzlich für den<br />
4. und 5. Mai einladen. Erste Hintergründe zur Motivation und zu<br />
einzelnen Themen finden Sie ab S. 12 – melden Sie sich gern über den Link<br />
hier.pro/i7N2v oder einfach via QR-Code auf S. 14 kostenlos an.<br />
Der Frage, welche Herausforderungen sich im Zuge der Digitalisierung für<br />
Schmersal als Hersteller von Sicherheitstechnik für den Maschinen- und<br />
Anlagenbau ergeben, geht unser Kollege Andreas Gees im <strong>KEM</strong>-Porträt ab<br />
S. 22 nach. Detailliert geht es hier auch um den Status quo der Sicherheitstechnik<br />
für die Mensch-Roboter-Kollaboration oder darum, welche<br />
Bedeutung das Machine Learning bezüglich Maschinensicherheit hat.<br />
Unser Interview zum Themenkomplex intelligente Transportsysteme mit<br />
B&R zeigt am Beispiel der Batteriezellenproduktion für Automotive, dass<br />
integrierte Automatisierungstechnik eine entscheidende Rolle spielt,<br />
weil die so mögliche Parallelisierung von Transport und Bearbeitung hohe<br />
Zeitgewinne bringt – ab S. 36 zu lesen.<br />
Eine spannende Lektüre mit diesen und weiteren Themen, wünscht Ihnen<br />
Mehr Präzision.<br />
Performante<br />
Wegmessung<br />
in rauer Umgebung<br />
eddyNCDT<br />
• Induktive Wegsensoren auf<br />
Wirbelstrombasis zur berührungslosen<br />
Messung von Weg, Abstand & Position<br />
auf allen Metallen<br />
• Hohe Grenzfrequenz für dynamische<br />
Messaufgaben<br />
• Höchste Genauigkeit & Stabilität<br />
• Robuste Bauformen für schwierige<br />
Umweltbedingungen (Öl, Schmutz,<br />
Hoch-Temperatur, Druck bis 2000 bar)<br />
Nico Schröder<br />
Korrespondent<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
nico.schroeder@konradin.de<br />
Schlag / Rundlauf<br />
Folgen Sie uns auch über Social Media:<br />
LinkedIn:<br />
hier.pro/RsOki<br />
Ölspalt<br />
Ausdehnung<br />
Kontaktieren Sie unsere<br />
Applikationsingenieure:<br />
Tel. +49 8542 1680<br />
micro-epsilon.de/eddy
» INHALT 03 | 2022 58. JAHRGANG<br />
TITELSTORY<br />
Teamfähiger<br />
Kollege gesucht<br />
» Seite 40<br />
In der modernen<br />
Intralogistik kommen<br />
verstärkt Fahrerlose<br />
Transportsysteme zum Einsatz.<br />
Das Unternehmen Stork Drives setzt<br />
erfolgreich auf Sicherheitsbremsen<br />
von Mayr Antriebstechnik.<br />
Titelbild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />
Schaltschrankbau<br />
Axioline-I/O-Systeme ergänzen PLCnext Control im Sinne einer<br />
offenen Automatisierungsplattform ohne die Grenzen proprietärer<br />
Systeme.<br />
» Seite 32<br />
Intelligente Transportsysteme<br />
Track-Transportsysteme ermöglichen die Parallelisierung von<br />
Transport und Bearbeitung und damit hohe Zeitgewinne in der<br />
Fertigung auch von Großserien.<br />
» Seite 36<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Bild: B&R<br />
MAGAZIN<br />
Branchennews<br />
Ejot-Gruppe feiert 100-jähriges Bestehen 6<br />
Condition-Monitoring-Systeme für die Berliner U-Bahn 8<br />
Flender wächst weiter durch Integration von Moventas 10<br />
Automatisierungstreff 2022 in Böblingen 10<br />
Websession: Antriebstechnik für beengte Bauräume 12<br />
Unternehmen<br />
UVV-Prüftermine effizient managen 15<br />
TRENDS<br />
Digitalisierung/3D-Druck<br />
Schutz und Monetarisierung von 3D-Druckdaten 16<br />
Digitalisierung/Steuerungstechnik<br />
Digitale Durchgängigkeit steigert die Produktivität 19<br />
<strong>KEM</strong> PORTRÄT<br />
Philip Schmersal und Edgar Stadler, Schmersal, Wuppertal<br />
„Digitalisierung ist ein Thema von Netzwerkfähigkeit,<br />
Konnektivität und Daten“ 22<br />
KOMPONENTEN<br />
Elektrotechnische Bauteile<br />
Datenleitung mit Überwachung 28<br />
AUTOMATISIERUNG<br />
Schaltschrankbau<br />
Wago unterstützt Hensel bei der Digitalisierung 30<br />
Zukunftssichere Remote-I/O-Systeme 32<br />
News zur Automatisierung 35<br />
4 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
92x270_<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong>spraxis_210222.pdf - März 1, 2022 x<br />
Kugelgewindetriebe<br />
KGT<br />
Bild: Wibu<br />
Additive Fertigung Mit Hilfe der Codemeter-Technologie von Wibu lassen<br />
sich 3D-Druckdaten über den Gesamtprozesses schützen und monetarisieren.<br />
» Seite 16<br />
Ressourcen<br />
NEFFizient<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Sonderteil Antreiben-Steuern-Bewegen (ASB)<br />
Transportsysteme machen Transport- zu Bearbeitungszeit 36<br />
TITELSTORY<br />
Sicherheitsbremsen für Fahrerlose Transportsysteme 40<br />
Wellenkupplungen richtig auswählen –<br />
diese Kriterien sind wichtig 44<br />
Zykloidgetriebe-Hersteller Nabtesco kooperiert<br />
mit Steuerungshersteller Keba 46<br />
Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen 48<br />
Wälzlager-Lebensdauerberechnung<br />
für Getriebeoptimierungen 50<br />
Rotationsbremsen und technische Federn an Klapptüren 52<br />
News zu Antreiben-Steuern-Bewegen 54<br />
RUBRIKEN<br />
Editorial 3<br />
Wir berichten über 10<br />
Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum 58<br />
Kugelgewindetriebe<br />
Trapezgewindetriebe<br />
Gleitgewindetriebe<br />
• Spindelhub- und Teleskopgewindetriebe<br />
in verschiedenen Ausführungen<br />
• breites Zubehörprogramm lieferfähig<br />
ab Lager<br />
• kundenspezifische Sonderlösungen<br />
auf Anfrage<br />
NEFF Gewindetriebe GmbH<br />
Karl-Benz-Str. 24<br />
71093 Weil im Schönbuch<br />
www.neff-gewindetriebe.de<br />
FOLGEN SIE UNS AUCH ÜBER SOCIAL MEDIA:<br />
LinkedIn:<br />
hier.pro/RsOki<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 5
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Ejot feiert 100-jähriges Bestehen<br />
Von der „kleinen Nagelbude“ zur Unternehmensgruppe<br />
Bild: Ejot<br />
Ejot wird 100 Jahre alt: Aus der kleinen<br />
„Nagelbude“ mit einer Maschine in der<br />
Werkstatt des Firmengründers Adolf Böhl<br />
in Berghausen bei Bad Berleburg wurde<br />
eine Unternehmensgruppe mit weltweit<br />
mehr als 3.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern<br />
in 35 Ländern. „Dass unsere<br />
Gruppe bereits seit über drei Generationen<br />
Bestand hat, ist ein gutes Zeichen –<br />
für uns, weil wir uns und für unsere Kunden<br />
erfolgreich im Wettbewerb durchgesetzt<br />
haben und weil es Verlässlichkeit<br />
symbolisiert und Vertrauen stärken kann,“<br />
»Dass unsere Gruppe seit<br />
über drei Generationen<br />
Bestand hat, symbolisiert<br />
für unsere Kunden<br />
Verlässlichkeit und stärkt<br />
Vertrauen.«<br />
Christian Kocherscheidt ist geschäftsführender<br />
Gesellschafter der Ejot Gruppe.<br />
betont der geschäftsführende Gesellschafter<br />
der Ejot Gruppe, Christian Kocherscheidt.<br />
Im Fokus des Unternehmens<br />
ist der der Blick auf die Zukunft. Zentraler<br />
Aspekt in der strategischen Ausrichtung<br />
ist die Erhaltung des Familienunternehmens<br />
Ejot, das als kapitalmarktunabhängiges<br />
Unternehmen mit einem breit aufgestellten<br />
Kundenstamm seine Unabhängigkeit<br />
verteidigen, also eigene Strategien<br />
verfolgen kann. Dazu zählt der vollzogene<br />
Wechsel der Rechtsform der Ejot GmbH &<br />
Co. KG zur Ejot SE – eine Rechtsform, die<br />
den Charakter des Familienunternehmens<br />
europäischer Herkunft stärkt. Ein weiterer,<br />
wichtiger Aspekt ist die zunehmende<br />
technologische Dynamik: Digitalisierung,<br />
der sich abzeichnende Wandel der Mobilität,<br />
aber auch die Anforderungen, den<br />
Klimawandel für alle verträglich zu gestalten.<br />
Dazu werden für die Ejot Gruppe<br />
konkrete Ziele formuliert, die das Unternehmen<br />
über das laufende Jahrzehnt begleiten<br />
werden. So bietet die Elektromobilität<br />
von der Batterietechnik über den<br />
Leicht- und Mischbau der Rohkarossen,<br />
den Ladestationen für Strom usw. Ansatzpunkte<br />
für Schrauben und Verbindungselemente<br />
aus dem breiten Produktportfolio<br />
der Ejot Gruppe.<br />
(eve)<br />
www.ejot.de<br />
Die Ejot Gruppe mit weltweit mehr als 3.800<br />
Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 35 Ländern<br />
feiert ihr 100-jähriges Bestehen.<br />
Bild: Ejot SE<br />
Low-Code-Plattform von Siemens-Tochter<br />
Mendix und AWS erweitern Partnerschaft<br />
Bild: Murrstock/stock.adobe.com<br />
Den Unternehmen, die<br />
intelligente Automatisierung<br />
auf Amazon<br />
Web Services einsetzen<br />
möchten, helfen die<br />
Low-Code-Anwendungen<br />
von Mendix, strategisch<br />
Kosten zu senken.<br />
Die Siemens-Tochter Mendix gibt eine erweiterte<br />
Go-to-Market-Beziehung mit Amazon Web Services<br />
(AWS) bekannt. Die Ankündigung baut auf der bereits<br />
bestehenden Partnerschaft zwischen AWS und<br />
Mendix sowie auf der kürzlich angekündigten Zusammenarbeit<br />
zwischen Siemens Digital Industries<br />
Software und AWS im Bereich der digitalen Transfor-<br />
mation auf. Um den Beschaffungs- und Bereitstellungsprozess<br />
für Kunden zu vereinfachen, sind ab sofort<br />
drei Mendix-Angebote auf dem AWS Marketplace<br />
verfügbar. Kunden beider Unternehmen können<br />
diese Lösungen ab sofort nutzen, um ihre intelligenten<br />
Automatisierungsinitiativen zu starten, ihre Geschäftsprozesse<br />
zu rationalisieren, ihre Kundenerfahrung<br />
zu verbessern und die Innovation voranzutreiben.<br />
Die intelligente Automatisierungslösungen sind<br />
direkt für Banken und Versicherungen verfügbar, Fertigung<br />
und weitere Branchen werden folgen.<br />
Die Lösungen basieren auf Vorlagen für Low-Code-<br />
Anwendungen, die es Entwicklern und Experten ermöglichen,<br />
konsistente, maßgeschneiderte Anwendungen<br />
für branchenspezifische Anwendungsfälle zu<br />
erstellen und zielen darauf ab, diese Anwendungsvorlagen<br />
mit intelligenten Services von AWS zu<br />
kombinieren.<br />
(eve)<br />
www.mendix.com/de/<br />
6 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
| AT11-14G |<br />
Flexiblere und produktivere<br />
Maschinen mit dem linearen<br />
Transportsystem XTS<br />
XTS steigert die Produktivität<br />
durch individuelle Bewegungen<br />
XTS verkürzt die Time-to-Market<br />
mit innovativen Maschinenkonzepten<br />
XTS ermöglicht softwarebasierte<br />
Formatwechsel ohne Stillstandszeiten<br />
XTS minimiert den Footprint durch<br />
kompakte Bauform<br />
Für jede Applikation die optimale Lösung:<br />
individuelle Bahnverläufe ermöglichen an das Maschinenlayout angepasste Fahrwege<br />
skalierbare Leistungsklassen maximieren Transportmassen und -dynamiken<br />
integrierte XTS-Simulation erleichtert die Anlagenkonzeptionierung<br />
vormontierte Funktionsbaugruppen als Plug-and-Play-Lösung für die schnelle Projektumsetzung<br />
Edelstahl-Ausführung XTS Hygienic für besonders anspruchsvolle Umgebungsbedingungen<br />
der Lebensmittel- und Pharmaindustrie<br />
XTS Track Management erhöht Flexibilität durch Ein- und Ausschleusen von Movern<br />
auf unterschiedlichen Systemebenen<br />
Scannen und alles<br />
über das lineare<br />
Transportsystem<br />
XTS erfahren<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 7
MAGAZIN » Branchen-News<br />
Condition-Monitoring-Systeme von B&K Vibro für die Berliner U-Bahn<br />
Stadler Rail rüstet 606 Waggons aus<br />
Bild: BVG Berliner Verkehrsbetriebe<br />
Insgesamt 606 Waggons der Berliner U-Bahn werden mit dem Condition-Monitoring-<br />
System VCM-3 der NSK-Tochtergesellschaft B&K Vibro ausgerüstet.<br />
Brüel & Kjær Vibro (B&K Vibro), ein Unternehmen der<br />
NSK-Gruppe, hat mit Stadler Rail einen langfristigen<br />
Vertrag über die Installation des Condition Monitoring<br />
Systems (CMS) VCM-3 in 606 Waggons der Berliner<br />
U-Bahn unterzeichnet. Das System wird einen<br />
Beitrag dazu leisten, die Wartungspläne der Waggons<br />
zu optimieren, deren Betriebszeit auf hohem<br />
Niveau zu halten und die Betriebskosten zu senken.<br />
Der Auftrag mit einem Volumen von mehreren Mil-<br />
lionen Euro ist Teil eines kürzlich von der Stadler Rail<br />
AG, Bussnang, Schweiz gewonnenen Vertrags, der die<br />
Lieferung von bis zu 1.500 neuen Waggons für das<br />
Berliner U-Bahn-Netz vorsieht. Gebaut werden die<br />
U-Bahnen am Stadler-Standort in Berlin-Pankow.<br />
Bei der Condition-Monitoring-Lösung von B&K<br />
Vibro, die hier zum Einsatz kommen wird, erfassen<br />
Schwingungssensoren den Betriebszustand von Lagern<br />
und anderen rotierenden Komponenten der<br />
Schienenfahrzeuge. Sie stellen Daten für die On-<br />
Board-Diagnose bereit, die von der zugehörigen Analyse-Software<br />
ausgewertet werden. Die kontinuierliche<br />
Überwachung der Komponenten schafft eine<br />
wesentliche Voraussetzung für einen zuverlässigen<br />
und sicheren U-Bahn-Betrieb.<br />
NSK hat B&K Vibro im März 2021 übernommen und<br />
stärkt damit die Fähigkeit, die Nachfrage nach fortschrittlicher<br />
Automatisierung, der Nutzung von intelligenten<br />
Technologien und der Implementierung<br />
von nachhaltigen Antriebskonzepten in Umweltmaßnahmen<br />
zu decken. Die Akquisition dient auch dazu,<br />
die Entwicklung des CMS-Geschäfts von NSK auf<br />
globaler Basis zu beschleunigen.<br />
(bec)<br />
www.nskeurope.de<br />
www.bkvibro.com<br />
Bild: Afag<br />
Bild: Harmonic Drive<br />
Bild: Schunk<br />
Bild: VDMA<br />
Adrian Fuchser, Afag<br />
Einen Wechsel gibt es im<br />
Top Management der<br />
Schweizer Afag-Gruppe. Seit<br />
Anfang des Jahres ist Adrian<br />
Fuchser neuer CEO. Er war<br />
unter anderem Geschäftsführer<br />
von Schneeberger<br />
Schweiz. Fuchser will die<br />
Internationalisierung des<br />
Unternehmens und die positive<br />
Entwicklung weiter<br />
vorantreiben.<br />
Thomas Berger,<br />
Harmonic Drive<br />
Thomas Berger übernimmt<br />
ab 01.<strong>03.2022</strong> das Amt des<br />
Vorstandsvorsitzenden der<br />
Harmonic Drive SE. Er tritt<br />
die Nachfolge von Norimitsu<br />
Ito an, der seit 2017 im Vorstand<br />
der Harmonic Drive SE<br />
tätig ist. Ito verbleibt im<br />
Vorstand und verlegt seinen<br />
Geschäftssitz gruppenintern<br />
nach Asien.<br />
Heinz-Dieter Schunk,<br />
Schunk<br />
Der Greiftechnik-Pionier<br />
Heinz-Dieter Schunk feierte<br />
im Januar 2022 seinen 80.<br />
Geburtstag. Er hat die Robotik<br />
entscheidend geprägt.<br />
Als einer der ersten ließ er<br />
standardisierte Greifmodule<br />
entwickeln. Heute gilt<br />
Schunk als Kompetenzführer<br />
für Spanntechnik und Greifsysteme.<br />
Enno Scharphuis, VDMA<br />
Robotik + Automation<br />
Enno Scharphuis, Leiter der<br />
Business Unit Assembly<br />
Technology der Bosch Rexroth<br />
AG, ist neues Mitglied<br />
im Vorstand des VDMA-Fachverbandes<br />
Robotik + Automation<br />
(R+A). Damit folgt er<br />
auf Johannes Linden, PIA<br />
Automation, der satzungsgemäß<br />
aus dem R+A-Vorstand<br />
ausgeschieden ist.<br />
8 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Integration von finnischem Windturbinen-Getriebehersteller<br />
Flender will Moventas übernehmen<br />
Der deutsche Antriebsspezialist Flender hat eine Vereinbarung<br />
zur Übernahme des finnischen Windkraft-<br />
Getriebeherstellers Moventas vom Investor N4 Partners<br />
unterzeichnet. Die geplante Übernahme ist der<br />
nächste Schritt in Flenders Wachstumsstrategie nach<br />
dem Schritt in die Eigenständigkeit im letzten Jahr.<br />
Die Integration von Moventas‘ Engineering- und Servicekapazitäten<br />
wird Flenders Geschäft mit Antrieben<br />
für die Windenergie unter der erfolgreichen Produktmarke<br />
Win ergy weiter vorantreiben.<br />
Die 22 GW installierte Basis an Moventas-Getrieben,<br />
das Service-Know-how und die Möglichkeiten für<br />
Multi-Brand Service werden der Hebel für weiteres<br />
Wachstum im Winergy-Servicegeschäft sein. Für<br />
Wind-Kunden ergibt sich so eine umfassende Service-Lösung<br />
aus einer Hand. Das globale Produktions-<br />
und Servicenetzwerk von Moventas erweitert<br />
die Kapazitäten für die Montage von Windkraftgetrieben<br />
um drei Gigawatt und ergänzt umfangreiche<br />
Fähigkeiten im Vor-Ort-Service und der Verzah-<br />
nungsfertigung. Die Übernahme steht noch unter<br />
dem Vorbehalt der Genehmigung durch die Behörden<br />
und wird voraussichtlich im Sommer 2022 abgeschlossen<br />
sein. Sie würde dann den gesamten Geschäftsumfang<br />
von Moventas Gears Oy mit allen<br />
weltweiten Produktions- und Serviceeinrichtungen<br />
umfassen.<br />
(eve)<br />
www.flender.com<br />
Getriebe von Moventas<br />
gehören zu den den<br />
bekannten und bewährten<br />
Antriebslösungen<br />
in der Windindustrie.<br />
Bild: Flender<br />
Workplace Solutions<br />
Mehr Produktivität<br />
in der Werkstatt<br />
Entdecken Sie unsere<br />
ganzheitlichen Lösungen<br />
• Bis zu 80 % schnellere und sichere Prozesse<br />
• Aktuelle Zertifizierungen und Zulassungen<br />
gemäß allen relevanten Normen sprechen<br />
für 100 % Premiumqualität<br />
• 100 % Planungssicherheit durch Reduzierung<br />
potenzieller Fehlerquellen<br />
Jetzt von unserem Know-how profitieren:<br />
www.weidmueller.de/wps<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 9
SERVICE » Tipps & Termine<br />
Automatisierungstreff 2022 in Böblingen<br />
Aufgaben mit IIoT und Industrie 4.0 lösen<br />
Die Workshops des Automatisierungstreffs IT & Automation 2022 ermöglichen eine<br />
direkte Auseinandersetzung mit Industrie 4.0-Technologien.<br />
Wie sich Aufgaben mit Industrie 4.0 und IIoT-Technologien<br />
schon heute lösen lassen, zeigt der Automatisierungstreff<br />
IT & Automation 2022 in der Kongresshalle<br />
Böblingen. Der Veranstalter, die Strobl<br />
GmbH, Ilsfeld-Auenstein, fokussiert vom 29. bis 31.<br />
März 2022 entsprechende Themen mit dem Workshop-Angebot<br />
und dem Marktplatz Industrie 4.0.<br />
Da das Zusammenwachsen von Automatisierung und<br />
IT die Branche aktuell sehr stark beschäftigt, zielen<br />
die Inhalte der praxisbezogenen Workshops verstärkt<br />
in Richtung Industrial IoT und Industrie 4.0. Auch bereits<br />
ganz konkret im Alltag der Anwender. Deshalb<br />
haben die Teilnehmer die Möglichkeit, einzelne Tech-<br />
Bild: pixelrain/stock.adobe.com<br />
nologien vor Ort auszutesten und können selbst<br />
Hand anlegen. So ermöglichen die Workshops eine<br />
direkte Auseinandersetzung rund um das Zusammenwachsen<br />
von IT und Automatisierung. Teilnehmer erhalten<br />
tiefen Einblick in den Einsatz von bereits verfügbaren<br />
Produkten, Systemen und Methoden.<br />
Analog zum technologischen Wandel und den sich<br />
ändernden Anforderungen in der Branche hat sich<br />
der Automatisierungstreff weiterentwickelt. Der<br />
Marktplatz Industrie 4.0 zielt darauf ab, dass Verständnis<br />
von Industrie 4.0, dessen Anforderungen<br />
und bestehenden Lösungen beim Anwender zu fördern.<br />
Der Marktplatz bietet dem Besucher eine gute<br />
Gelegenheit, um Berührungsängste abzubauen und<br />
zu verstehen, welche individuellen Schritte er in<br />
puncto Industrie 4.0 als Anwender gehen sollte.<br />
Übergreifend gilt: Der praktische Nutzen und die<br />
schnelle Umsetzung entsprechender Projekte in der<br />
Produktion stehen auf dem Marktplatz Industrie 4.0<br />
im Vordergrund. In Folge werden dem Besucher dort<br />
konzentriert reale Use Cases sowie individualisierte<br />
Lösungsmöglichkeiten für seine Aufgabenstellung<br />
vorgestellt. Es wird diskutiert, wie sich greifbare Aufgaben<br />
mit Industrial Internet of Things und Industrie-4.0-Technologie<br />
schon heute lösen lassen. Anwender<br />
erhalten so schnell und unkompliziert Infos<br />
zu Produkten und Lösungen für ihre Anwendung. (eve)<br />
www.automatisierungstreff.com<br />
ACE Stoßdämpfer ............................................................... 52<br />
Afag ............................................................................................. 8<br />
Altra Industrial Motion ..................................................... 44<br />
Amazon Web Services ......................................................... 6<br />
Autonox Robotics ............................................................... 46<br />
B&R ........................................................................................... 36<br />
Beckhoff Automation ........................................................ 19<br />
Bosch Rexroth ......................................................................... 8<br />
Brüel & Kjær Vibro ................................................................ 8<br />
Cynapsis Interactive ........................................................... 35<br />
DGUV ....................................................................................... 15<br />
Ejot .............................................................................................. 6<br />
Enemac .................................................................................... 55<br />
Ewellix ...................................................................................... 56<br />
Faulhaber ........................................................................ 13, 55<br />
Flender ....................................................................................... 9<br />
Gustav Hensel ...................................................................... 30<br />
Wir berichten über<br />
Harmonic Drive ...................................................................... 8<br />
Hoppe Unternehmensberatung .................................... 15<br />
Huco ......................................................................................... 44<br />
Igus .................................................................................... 54, 57<br />
K.A. Schmersal ...................................................................... 22<br />
Keba .......................................................................................... 46<br />
Lapp .......................................................................................... 28<br />
Maxon Motor ........................................................................ 12<br />
Mayr Antriebstechnik ........................................................ 40<br />
Mendix ....................................................................................... 6<br />
Moventas .................................................................................. 9<br />
Nabtesco ................................................................................. 46<br />
NSK .............................................................................................. 8<br />
Oriental Motor ..................................................................... 56<br />
Panduit .................................................................................... 35<br />
Phoenix Contact Electronics .......................................... 32<br />
PiezoMotor ............................................................................ 14<br />
Plasma-Tech Systems ........................................................ 19<br />
Posital-Fraba ......................................................................... 12<br />
R+W ......................................................................................... 14<br />
Rodriguez ............................................................................... 56<br />
Rose Systemtechnik ........................................................... 35<br />
Schneeberger .......................................................................... 8<br />
Schunk ....................................................................................... 8<br />
SEW-Eurodrive ..................................................................... 50<br />
Sieb & Meyer ......................................................................... 48<br />
Siemens Digital Industries Software ............................. 6<br />
Siko ........................................................................................... 54<br />
SMC .......................................................................................... 54<br />
Stadler Rail ............................................................................... 8<br />
Stork Drives ........................................................................... 40<br />
Strobl ........................................................................................ 10<br />
Trelleborg Sealing Solutions ........................................... 57<br />
VDMA ......................................................................................... 8<br />
Vesz-Mont-Gruppe ............................................................ 19<br />
Wachtel ................................................................................... 52<br />
Wago ........................................................................................ 30<br />
Wibu-Systems AG ............................................................... 16<br />
10 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Industrie<br />
Das<br />
Kompetenz-<br />
Netzwerk<br />
der Industrie<br />
17 Medienmarken für alle wichtigen<br />
Branchen der Industrie<br />
Information, Inspiration und Vernetzung<br />
für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />
Praxiswissen über alle Kanäle:<br />
Fachzeitschriften, Websites, Newsletter,<br />
Whitepaper, Webinare, Events<br />
Ihr kompetenter Partner für die<br />
Zukunftsthemen der Industrie<br />
Die passenden Medien für Sie<br />
und Ihre Branche:<br />
konradin.de/industrie<br />
media.industrie.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 11
SERVICE » Tipps & Termine<br />
Bild: Photocreo Bednarek/stock.adobe.com<br />
Platzsparende Lösungen für den Maschinen- und Anlagenbau<br />
Leistungsstarke Antriebstechnik<br />
– wenig Platz ist kein Argument!<br />
Maschinen- und Anlagenbauer stecken in einer Zwickmühle: Die Leistung der Maschine soll steigen – aber bitte<br />
bei weniger Bauraum und damit geringerem Footprint. Speziell die Antriebstechnik ist hier gefragt – elektrische<br />
Antriebe, Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie alle Maschinenelemente des Antriebsstrangs sind gefragt.<br />
Glücklicherweise liefert die Miniaturisierung in allen Feldern der Antriebstechnik Antworten. Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
stellt diese Lösungen in der Websession ‚Antriebstechnik – Wenig Platz ist kein Argument!‘ am 4. und 5.<br />
Mai 2022 vor. Die Teilnahme ist nach Anmeldung kostenlos.<br />
Auch die Leistungselektronik<br />
wird immer<br />
kleiner. Die Epos4-<br />
Micro-Module von<br />
Maxon bieten einen<br />
hohen standardisierten<br />
Funktionsumfang modernste<br />
Regleralgorithmen<br />
sowie eine kompakte<br />
Leistungsendstufe<br />
und sind dabei<br />
nicht größer als ein<br />
USB-Stick.<br />
Bild: Maxon Motor<br />
Immer kompaktere bis hin zu miniaturisierten Antrieben<br />
erfordern immer kompaktere Subsysteme<br />
– seien es Elektromotoren, Getriebe, Kupplungen<br />
oder auch die zugehörige Steuerungstechnik und<br />
verbaute Maschinenelemente wie etwa Federn und<br />
Sicherungsringe beziehungsweise Fluidtechnik-Ventile<br />
etc. Da parallel die Leistung nicht sinkt sondern<br />
eher gesteigert wird, ergeben sich zahlreiche konstruktive<br />
Anforderungen – immer kleinere Bauteile<br />
müssen hohen Belastungen standhalten, die Temperaturbeständigkeit<br />
muss gegeben sein und alles muss<br />
unter beengten Platzverhältnissen verbaut werden<br />
können. Nur so lässt sich der Footprint der Maschinen<br />
und Anlagen wie gewünscht senken.<br />
Beispiel Multiturn-Drehgeber für<br />
miniaturisierte Antriebe<br />
Da sich aus der Miniaturisierung viele Vorteile für<br />
den Anwender ergeben, bleibt die weitere Verkleinerung<br />
der Antriebe auch in Zukunft eine der zentralen<br />
Aufgaben der F&E-Teams der Hersteller. Ein Beispiel<br />
dafür sind Multiturn-Drehgeber für Klein- und<br />
Kleinstantriebe. Damit die absolute Positionierung<br />
auch bei diesen möglich ist, ohne die oft teuren Referenzfahrten,<br />
hat Posital-Fraba einen Kit-Encoder<br />
mit nur 22 mm Durchmesser vorgestellt. Auch der<br />
zugehörige Wiegand-Sensor konnte miniaturisiert<br />
werden. Laut Posital-Fraba eine große Herausforderung.<br />
Während der auf eine Fingerkuppe passende Wiegand-Sensor<br />
– mit dem 15 mm kurzen haarfeinen<br />
Wiegand-Draht als Kernkomponente – nicht weiter<br />
verschlankt werden konnte, knöpften sich das<br />
F&E-Team des Unternehmens dessen Innenleben intensiv<br />
vor. Ziel war es, genügend Output aus einem<br />
Magnetfeld mit wesentlich kleinerem Permanentmagneten<br />
zu generieren. Das F&E-Zentrum in Aa-<br />
12 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Antriebssysteme werden immer<br />
leistungsfähiger und gleichzeitig<br />
kleiner. Der Nutzen liegt auf der<br />
Hand: Maschinenbauer senken<br />
den Footprint ihrer Maschinen<br />
und Anlagen – und damit letztlich<br />
Kosten.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Höhere Leistungen in weniger<br />
Bauraum – die Antriebstechnik<br />
bietet zahlreiche<br />
platzsparende Lösungen für<br />
den Maschinen- und<br />
chen, wo auch der Wiegand-<br />
Draht gefertigt wird, arbeitete<br />
daran, das kleinere Magnetfeld<br />
über eine Vielzahl von Para-<br />
Anlagenbau.<br />
metern wie Abstände, Schirmung und<br />
noch präzisere Qualitätsvorgaben in Sachen ‚Draht’<br />
für die Mini-Kits zu optimieren. Jeder Schritt wurde<br />
per Magnetfeldsimulation geprüft. Nur weil Posital-<br />
Fraba beim Wiegand-Thema schon lange alles – von<br />
der Grundlagenforschung bis zur praktischen Umsetzung<br />
– in einer Hand anbietet, konnten die Energy-<br />
Harvesting-Bausteine für die 22er-Kits fit gemacht<br />
werden.<br />
Zu den engsten Kooperationspartnern von Posital-<br />
Fraba bei der Entwicklung der 22-mm-Kits gehörte<br />
auch Maxon Motor. Für den Schweizer Spezialisten<br />
für Klein- und Kleinstantriebe war gerade die Multiturn-Funktionalität<br />
mit Wiegand-Sensor, bei der die<br />
Bewegungen der nachlaufenden Welle auch im<br />
stromlosen Zustand präzise erfasst werden, der entscheidende<br />
Faktor. Mehr und mehr maxon-Kunden<br />
fragen nach absoluter Positionierung, mit der unnötige<br />
und oft teure Referenzfahrten entfallen können.<br />
Der bürstenlose DC-Servomotor 1645 … BHS von Faulhaber<br />
erweitert die BHx-Serie mit 16 mm Durchmesser um eine noch<br />
kompaktere Variante, die nur 45 mm lang ist.<br />
Platz ist auch im Schaltschrank ein<br />
wichtiges Thema<br />
Miniaturisierte Antriebe bieten auch im Schaltschrank<br />
Vorteile, denn sie sind leichter zu installieren<br />
und sparen Platz. Somit können beispielsweise<br />
Schaltschrankbauer mehr Frequenzumrichter in einen<br />
Standardschrank einbauen, der Schaltschrank<br />
kann kleiner ausfallen, die Anlagen werden kompakter<br />
und die Elektroräume kleiner und kostengünstiger.<br />
Der Nutzen liegt klar auf der Hand: Durch kleinere<br />
Komponenten spart man Bauraum.<br />
Bei integrierten Lösungen führt die hohe Leistungsdichte<br />
zudem zu geringeren Massen, die im Bewegungsablauf<br />
beschleunigt und abgebremst werden<br />
müssen. Die Bewegungen werden dadurch dynamischer<br />
und die Zykluszeiten von Maschinen kürzer. Die<br />
Bild: Faulhaber<br />
ANTRIEB<br />
DER<br />
Intelligent Flexibel Verlässlich<br />
ANTRIEBS-<br />
ELEKTRONIK<br />
GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB.<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG | T: +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 13
SERVICE » Tipps & Termine<br />
Bild: Posital-Fraba<br />
Bild: R+W Antriebselemente<br />
Aufbau eines Kit-Encoders mit 22 mm<br />
Durchmesser: Zentrales Element ist der<br />
Wiegand-Sensor, der über das Energie-<br />
Harvesting die Position auch bei einem<br />
Stromausfall sicher speichert.<br />
Kupplungslösungen<br />
von R+W werden unter<br />
anderem in der Medizintechnik<br />
eingesetzt.<br />
Daher müssen die Bauteile<br />
kompakt sein und<br />
dürfen nur ein geringes<br />
Gewicht haben.<br />
Grenzen dieser Entwicklung liegen einzig in der Wärmeabfuhr:<br />
Die Wärme aus den Komponenten muss<br />
prozesssicher abgeführt werden.<br />
Die Herausforderungen bei der Miniaturisierung von<br />
Antrieben bestehen hauptsächlich in der Ableitung<br />
genau dieser Bauteilwärme und der Vermeidung<br />
elektromagnetischer Störeinflüsse. Je kompakter etwa<br />
Frequenzumrichter werden, umso kleiner müssen<br />
auch die verwendeten elektrischen Bauelemente und<br />
ihre Abstände untereinander auf den Leiterplatten<br />
werden, was den Abtransport der entstehenden Wärme<br />
aufgrund geringerer Kühlfläche erschwert. Und<br />
auch hinsichtlich der benötigten Kühlfläche gibt es<br />
Grenzen. Diese gibt es auch bei den Anschlüssen, da<br />
Kabel mit ausreichendem Querschnitt für die Stromübertragung<br />
untergebracht werden müssen. Hier gibt<br />
es physikalische Grenzen, die sich nicht umgehen<br />
Websession ‚Antriebstechnik –<br />
Wenig Platz ist kein Argument!‘<br />
Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> stellt leistungsfähige und<br />
gleichzeitig kompakte Lösungen der Antriebstechnik<br />
von elektrischen Antriebe, Getriebe, Kupplungen<br />
und Bremsen bis hin zu allen relevanten Maschinenelementen<br />
des Antriebsstrangs – von Linearkomponenten<br />
bis hin zu Wälzlagern und kleinsten<br />
Federelementen – in ihrer Websession ‚Antriebstechnik<br />
– Wenig Platz ist kein Argument!‘ vor.<br />
Die Teilnahme ist nach vorheriger Anmeldung kostenlos<br />
möglich.<br />
• Datum: 4. und 5. Mai 2022<br />
• Anmeldung unter:<br />
hier.pro/i7N2v<br />
Für viele Anwendungen<br />
in der Medizintechnik<br />
und Nanotechnologie<br />
ist vor allem<br />
eine lineare Bewegung<br />
gefragt. PiezoMotor<br />
bietet seine Miniatur-<br />
Motoren in unterschiedlicher<br />
Größe als<br />
Linearversion an.<br />
lassen: Größere Leistungen bedingen größere Kabelquerschnitte.<br />
Allein darum ist für den Motoranschluss<br />
ein gewisser Raum nötig.<br />
Die technologischen Grenzen für kompaktere Leistungselektronik<br />
sind jedoch noch lange nicht erreicht.<br />
Es gibt nur wenige Einschränkungen. Für die<br />
Miniaturisierung in der Mikroelektronik scheint es<br />
keine Grenzen zu geben, und die gleiche Technologie<br />
findet wenige Jahre später Eingang in die Leistungshalbleiter-Industrie.<br />
Bei identischer Siliziumoberfläche<br />
werden die Verluste reduziert. Das bedeutet<br />
nicht nur kleinere Halbleiter, sondern auch einen geringeren<br />
Kühlungsaufwand im Frequenzumrichter.<br />
Dadurch können kleinere Kühlkörper verwendet und<br />
das Luftvolumen im Frequenzumrichter verringert<br />
werden: Das Ergebnis sind immer kleinere Umrichter.<br />
Miniaturisierte Antriebe senken Kosten<br />
Am Ende ermöglicht die Miniaturisierung antriebstechnischer<br />
Komponenten und Systeme kompakt ausgelegte<br />
Maschinen und Anlagen, die sich dadurch<br />
grundlegend flexibler und vielfältiger umsetzen lassen.<br />
Nicht zuletzt macht sich der geringere Platzbedarf<br />
auch in dem geforderten geringeren Footprint der<br />
Maschinen und Anlagen bemerkbar. Auf diese Weise<br />
ergeben sich viele Vorteile leistungsfähiger und<br />
gleichzeitig kompakter Antriebstechnik: Die verfügbare<br />
Hallenfläche lässt sich intensiver nutzen, Abwärme<br />
wird reduziert und die Ausfallsicherheit gesteigert –<br />
mit anderen Worten: die Kosten sinken! (jg)<br />
Bild: PiezoMotor<br />
14 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Unternehmen « MAGAZIN<br />
Digitalisierung sorgt für ein effizientes Management der Prüftermine<br />
Alle Termine für betriebliche<br />
UVV-Prüfungen im Blick<br />
Unternehmer sind dafür verantwortlich, Betriebs- und Arbeitsmittel in einem so guten Zustand<br />
zu erhalten, dass die Sicherheit der Mitarbeiter am Arbeitsplatz garantiert ist. Um das zu gewährleisten,<br />
müssen regelmäßig sachkundige Prüfungen durchgeführt werden, so schreiben es<br />
die Unfallverhütungsvorschriften (UVV) vor. Mit der Software Wartungsplaner der Hoppe Unternehmensberatung,<br />
Heusenstamm, gelingt es, die Termine für die Pflichtprüfungen im Blick zu<br />
behalten und zu organisieren. Zusätzlich lassen sich Prüfberichte, Prüfergebnisse und Prüf -<br />
protokolle revisionssicher erstellen.<br />
Nadja Müller, freie Journalistin für Wordfinder PR<br />
Bild: Hoppe<br />
Der Wartungsplaner ermöglicht die Prüfterminplanung und unterstützt bei der revisionssicheren<br />
Erstellung von Prüfberichten, Prüfergebnissen und Prüfprotokollen.<br />
Maschinen und technische Anlagen<br />
können im Laufe der Zeit ihre Funktionstüchtigkeit<br />
verlieren. Komponenten<br />
verschleißen oder korrodieren. Das führt<br />
nicht nur zu Produktionsmängeln, sondern<br />
ist auch ein Sicherheitsrisiko. Die Gesetzliche<br />
Unfallversicherung (DGUV) und die<br />
Berufsgenossenschaften haben deswegen<br />
die UVV verfasst, die vorschreiben, dass<br />
Anlagen und Maschinen in bestimmten<br />
Intervallen hinsichtlich ihrer Funktionstüchtigkeit<br />
geprüft werden müssen. Diese<br />
Aufgabe fällt in den Zuständigkeitsbereich<br />
von Fachkräften für Arbeitsschutz und<br />
-sicherheit sowie EHS-Manager.<br />
Planen und Steuern mit System<br />
Software-Programme für die UVV-Prüfung<br />
beinhalten sämtliche Wartungs- und<br />
Instandhaltungsvorschriften sowie einen<br />
Kalender, um die Prüfintervalle zu planen.<br />
Indem sämtliche Prüfgegenstände und die<br />
relevanten Objektdaten erfasst werden,<br />
können keine Termine mehr verpasst werden.<br />
Auch die rechtssichere Dokumentation<br />
ist mithilfe eines digitalen Wartungsplaners<br />
ein Leichtes. Die Software erstellt<br />
für die UVV-Prüfung ein Prüfbuch und ein<br />
Prüfprotokoll. Sie dokumentiert so zuverlässig<br />
alle gesetzlich vorgeschriebenen<br />
Nachweise zu Prüfungsumfang, -datum,<br />
festgestellten Mängeln, der Beurteilung,<br />
ob eine Fortführung des Betriebs möglich<br />
ist, Datum der Nachprüfung sowie Daten<br />
des Prüfers. So haben die Verantwortlichen<br />
alle Informationen im Blick und sind<br />
auch auf eventuelle externe Kontrollen<br />
oder Schadensfälle bestens vorbereitet.<br />
„Die Prüftermin- und Wartungsplaner-<br />
Software eignet sich besonders für die Organisation<br />
von UVV-Prüfungen, weil sie<br />
einerseits den Arbeitsaufwand im Rahmen<br />
der Prüfpflichten eines Unternehmens reduziert<br />
und andererseits Prüfberichte bei<br />
Betriebsprüfungen stets griffbereit sind“,<br />
betont Ulrich Hoppe, Senior Consultant<br />
der Hoppe Unternehmensberatung.<br />
www.hoppe-net.de<br />
INFO<br />
Eine kostenlose Demoversion<br />
erlaubt das Testen des<br />
Wartungsplaners:<br />
hier.pro/X1eeg<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 15
TRENDS » Digitalisierung/3D-Druck<br />
Bild: Wibu<br />
CodeMeter erlaubt den Schutz und die Monetarisierung von 3D-Druckdaten entlang der kompletten Wertschöpfungskette.<br />
Wibu-Systems unterstützt bei Schutz und Monetarisierung von 3D-Druckdaten<br />
Schutz für die Additive Fertigung<br />
Heutzutage ist es den meisten Software-Herstellern bewusst: Software zählt als geistiges Eigentum, das sogenannte<br />
Intellectual Property (IP). Sie zählt zu den schützenswerten Gütern, denn wertvolles Know-how ist darin<br />
enthalten. Doch wie sieht der Schutz von Produktions- und Konfigurationsdaten aus? Mit Hilfe der Code -<br />
Meter-Technologie lassen sich 3D-Druckdaten über den Gesamtprozesses schützen und monetarisieren.<br />
Stefan Bamberg, Senior Key Account & Partner Manager bei der Wibu-Systems AG in Karlsruhe<br />
Dies wird im Bereich additive Fertigung<br />
oft vernachlässigt, da beim<br />
IM ÜBERBLICK<br />
3D-Druck häufig der Rechteinhaber<br />
Mit Hilfe der CodeMeterdas<br />
Objekt selbst druckt oder das<br />
Technologie von Wibu-Systems<br />
lassen sich 3D-Druck-<br />
Objekt über Verträge mit seinem<br />
Dienstleister geschützt wird. Der<br />
daten über den Gesamtprozesses<br />
weltweit schützen<br />
Markt der additiven Fertigung entwickelt<br />
sich rasant weiter, so dass<br />
und monetarisieren.<br />
diese Art der Absicherung in Zukunft<br />
nicht mehr adäquat sein wird. Zum einen<br />
werden die Objekte global produziert, um Kosten<br />
einzusparen und Lieferketten zu verkürzen.<br />
Zum anderen muss das komplette System so aufgebaut<br />
sein, dass nur die berechtigten Personen die<br />
versendeten Daten nutzen dürfen. Zusätzlich muss<br />
die Monetarisierung der gedruckten Objekte möglich<br />
sein. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die<br />
3D-Druckdaten verschlüsselt werden und es muss<br />
möglich sein, die Berechtigung zur Nutzung zu verwalten<br />
und zu versenden. Lösungsanbieter arbeiten<br />
an Portalen, um zukünftig den gesamten Prozess<br />
darüber abbilden können, und die dann später das<br />
Potential haben, zum Standard zu werden.<br />
Viele Industrieunternehmen wollen mittels<br />
3D-Druck in der Lage sein, Serienteile Dritter im eigenen<br />
Haus produzieren zu können. Dann könnten<br />
sie flexibel und schnell ohne lange Logistikketten<br />
auf die jeweilige Marktnachfrage reagieren. Um<br />
dieses Ziel zu erreichen, wird neben der notwendigen<br />
Technik ein System zum Schutz der zugrundeliegenden<br />
Objektdaten und zur Monetarisierung<br />
des gedruckten Werkstücks benötigt. Genauer gesagt<br />
muss die folgende Frage frühzeitig geklärt<br />
werden: Wer darf wann, wo und wie oft auf die Objektdaten<br />
zugreifen?<br />
Verschiedene Stakeholder<br />
Ganz unterschiedliche, voneinander unabhängige<br />
Unternehmen sind an diesem Gesamtprozess beteiligt,<br />
von der digitalen Erstellung eines Objekts bis<br />
16 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Messe Frankfurt Group<br />
hin zum eigentlichen Druck. Der Designer erzeugt<br />
mit Hilfe einer geeigneten Software das 3D-Model<br />
des Objekts. Dies kann beispielsweise eine Armlehne<br />
eines Bürostuhls sein, das als Ersatzteil zum<br />
Drucken angeboten werden soll. Wichtig für ihn ist,<br />
das Objekt vor Produktpiraterie zu schützen und<br />
gleichzeitig die Anzahl der gedruckten Teile zu<br />
überwachen, damit er weiß, wann und durch wen<br />
diese gedruckt werden.<br />
Vor dem Druck ist es notwendig, die Daten aufzubereiten.<br />
Dazu müssen die 3D-Objektdaten in<br />
Schichtmodelle umgewandelt werden, da der<br />
3D-Drucker das Material scheibchenweise aufträgt.<br />
Das Drucken erfolgt abhängig von den Materialeigenschaften,<br />
beispielsweise Kunststoff oder Metall.<br />
Während der Druckphase können sich diese Eigenschaften<br />
temperatur- und zeitbedingt sogar noch<br />
ändern, was wiederum den Druck selbst beeinflusst.<br />
Der Hersteller dieser Schichtmodelle wählt ein geeignetes<br />
Softwarepaket aus, um die Berechnungen<br />
durchzuführen und den Druckvorgang zu steuern.<br />
Sein Interesse ist, diese in Schichtmodelle umgewandelten<br />
3D-Objektdaten zu schützen.<br />
Sobald die 3D-Objektdaten an das zum Drucken beauftragte<br />
Unternehmen geschickt werden, muss die<br />
Anzahl der gedruckten Objekte noch in die Druckersteuerung<br />
übertragen werden, um diese Anzahl zu<br />
kontrollieren. Der Auftraggeber möchte sicher sein,<br />
dass nur seine beauftragte Anzahl produziert wurde.<br />
Die oben beschriebenen Schritte können von einem<br />
Unternehmen, aber auch von unterschiedlichen<br />
Unternehmen, die sich irgendwo auf der Welt<br />
befinden, durchgeführt werden. Sobald verschiedene<br />
Beteiligte mit einer 3D-Objektdatei arbeiten, ist<br />
es wichtig, diese Daten zu schützen und zu monetarisieren.<br />
Die Technik<br />
Beim 3D-Druck handelt es sich grundsätzlich um<br />
eine Zukunftstechnologie, die noch viele Neuerungen<br />
hervorbringen wird. Jedoch können schon heute<br />
etablierte Technologien den 3D-Druck effizient<br />
unterstützen, gerade bei den Themen IP-Schutz<br />
und der Stückzahlüberwachung.<br />
Wibu-Systems hat seine<br />
bewährte CodeMeter-Technologie<br />
darauf ausgerichtet, um<br />
die digitale Prozesskette vollumfänglich<br />
und nach dem<br />
Stand der Technik sicher abzubilden<br />
und abrechenbar zu<br />
machen.<br />
Es gilt, die beim 3D-Druck benötigten<br />
Daten sicher zu ver-<br />
INFO<br />
Additive Fertigung treibt<br />
laut Studie die digitale<br />
Transformation:<br />
hier.pro/A5RCR<br />
Die additive Fertigung bietet ihren Anwendern<br />
ungeahnte Potentiale. Jedoch<br />
nur unter Berücksichtigung aller vor- und<br />
nachgelagerten Prozesse – vom Design<br />
über das Material bis hin zur Qualitätssicherung.<br />
Trägt Ihre Technologie zum AM-<br />
Prozess bei? Dann sichern Sie sich<br />
Ihren Platz in Frankfurt.<br />
formnext.com<br />
15. – 18.11.2022<br />
FRANKFURT / MAIN<br />
Ermöglichen Sie<br />
das Unmögliche!<br />
Where ideas take shape.<br />
FRÜHBUCHER<br />
RABATT<br />
BIS 31.<strong>03.2022</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 17
TRENDS » Digitalisierung/3D-Druck<br />
Bild: Wibu<br />
Darstellung des Gesamtprozesses zur Monetarisierung von 3D-Druckdaten.<br />
schlüsseln. Dabei handelt es sich sowohl um die<br />
CAD-Rohdaten als auch die für den Druck aufbereiteten<br />
Daten. Die CAD-Software und die Softwareprodukte<br />
bei der Vorbereitung der weiteren Druckschritte<br />
müssen in der Lage sein, die verschlüsselten<br />
Daten zu entschlüsseln, weiter zu verarbeiten<br />
und schließlich wieder zu verschlüsseln. Zur Verschlüsselung<br />
dient die Codemeter-Bibliothek, damit<br />
die erforderlichen Routinen zur Ver- und Entschlüsselung<br />
einfach und schnell in die verschiedenen<br />
Softwareprodukte integriert werden können,<br />
was einen durchgängigen IP-Schutz entlang der<br />
Kette sicherstellt.<br />
Damit ein solches System als sicher gelten kann,<br />
müssen die für die Ver- und Entschlüsselung erforderlichen<br />
kryptografischen Schlüssel sicher aufbewahrt<br />
und verteilt werden. Als sicherer Aufbewahrungsort<br />
der Schlüssel des Rechteinhaber eines<br />
3D-Objekts dienen bei der Codemeter-Technologie<br />
die Hardware CmDongle, die softwarebasierte Aktivierungsdatei<br />
CmActLicense oder sie können auch<br />
über CmCloud direkt in der Cloud abgelegt werden.<br />
Die Schlüssel werden in Form einer Lizenz abgebildet<br />
und diese Lizenz kann mit spezifischen Rechten<br />
ausgestattet werden, beispielsweise um eine temporäre<br />
und/oder funktional eingeschränkte Nutzung<br />
der geschützten Objektdaten festzulegen. Die<br />
zum Drucken ausgestellte Lizenz enthält zusätzlich<br />
einen Zähler, mit dem die Anzahl der druckbaren<br />
Objekte begrenzt wird.<br />
Das Tool CodeMeter License Central sorgt für das<br />
Management und die sichere Verteilung der Lizenzen<br />
und somit der Schlüssel. Da dieses Tool über die<br />
Cloud funktioniert, können die Lizenzen weltweit<br />
und zu jeder Zeit online an die Nutzer der Rechte<br />
verschickt werden. Dies geht auch offline, d.h. ohne<br />
direkte Anbindung eines Systems an das Internet.<br />
Die vielen Schnittstellen erlauben die Einbindung in<br />
existierende Backendsysteme von Unternehmen<br />
und bieten somit einen hohen Grad an Automatisierung.<br />
Der Prozess beim 3D-Druck<br />
Will ein Unternehmen ein Objekt im 3D-Druckverfahren<br />
für seine Produktion herstellen lassen, dann<br />
wird ein entsprechender Auftrag im Shopsystem<br />
des Komponentenherstellers platziert. Dieses Unternehmen<br />
erhält dann eine verschlüsselte Objektdatei<br />
und die erforderlichen Nutzungsrechte, zu<br />
dem auch die Anzahl der erworbenen Druckvorgänge<br />
gehört. Für das Unternehmen entfallen dabei<br />
lange, kostenintensive Lieferketten und Lagerkosten.<br />
Die Produktion der Teile kann „Just in time“<br />
und sogar für Kleinstmengen kostengünstig erfolgen.<br />
Der Anbieter der Druckdatei kann sein wertvolles<br />
Know-how schützen und monetarisieren und<br />
über neue Distributionswege zusätzliche Zielgruppen<br />
und Märkte erschließen.<br />
(ge)<br />
www.wibu.com<br />
18 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Digitalisierung/Steuerungstechnik « TRENDS<br />
Faserlaser-Bearbeitungszentrum profitiert von Twincat und CAM-Anbindung<br />
„Digitale Durchgängigkeit<br />
steigert die Produktivität“<br />
PC-basierte Steuerungstechnik inklusive der ebenfalls PC-basierten NC-Technologie<br />
der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl, legt die Basis für das vollautomatische<br />
Bearbeitungszentrum PTL 4001 mit Faserlaser der Plasma-Tech Systems Kft. Dabei spielt<br />
die Verbindung von Steuerungstechnik und CAM-Software eine entscheidende Rolle, wie die<br />
Redaktion des Fachportals CNCMedia im Interview erfuhr.<br />
IM INTERVIEW<br />
János Imrei,<br />
Serviceleiter,<br />
Plasma-Tech Systems Kft.,<br />
Csongrád/Ungarn<br />
»Wir wissen sehr gut,<br />
dass hochautomatisierte<br />
Maschinen wie unsere ohne<br />
die richtige CAM-Software<br />
ihr Potenzial nicht<br />
ausschöpfen können.«<br />
Könnten Sie uns zunächst kurz beschreiben,<br />
womit sich Plasma-Tech<br />
Systems beschäftigt und was das Unternehmen<br />
auszeichnet?<br />
Bild: CNCMedia<br />
János Imrei, Serviceleiter von Plasma-Tech Systems, vor der Faserlaser-Schneidmaschine PTL 4001.<br />
János Imrei (Plasma-Tech Systems):<br />
Wir entwickeln und fertigen hauptsächlich<br />
Laser-basierte Bearbeitungs- und<br />
Spezialmaschinen und sind seit 2016 Teil<br />
der Vesz-Mont-Gruppe mit ihren drei Geschäftsbereichen<br />
Produktion und Entwicklung<br />
von Industrielasern, Automa -<br />
Kompatible Werkstückträger und Waschkörbe<br />
sichere Produktionsabläufe<br />
effiziente Teilereinigung<br />
Präzise<br />
Teileschonend<br />
Individuell abgestimmt Gute Zugänglichkeit<br />
Kontrollierte Qualität<br />
Kostenreduzierung<br />
Identische Fertigung<br />
Sehr gute Restschmutzanalyse<br />
+49 (0) 641 / 96242-0 • www.lk-mechanik.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 19
TRENDS » Digitalisierung/Steuerungstechnik<br />
Der Steuerungskern der Faserlaser-Schneidanlage PTL 4001: ein Embedded-PC CX5130 mit Twincat 3 und den verschiedensten Ethercat-Klemmen<br />
wie zum Beispiel Twinsafe-Klemmen EL1904 und Analogklemmen EL3161.<br />
Bild: CNCMedia<br />
Die Servoverstärker<br />
AX5000 sorgen für<br />
dynamische und präzise<br />
Wellenbewegungen<br />
des Laserkopfes.<br />
tisierung von Spezialmaschinen und dem<br />
eigentlichen Maschinenbau mit <strong>Konstruktion</strong><br />
und Montage der Anlagen. Der<br />
große Vorteil von Plasma-Tech ist, dass<br />
wir die wesentlichen Bestandteile unserer<br />
Anlagen nicht extern fertigen lassen, sondern<br />
selbst herstellen. Dazu verfügen wir<br />
über eine eigene Schneidwerkstatt,<br />
Schlosserei und Pulverbeschichtungsanlage.<br />
Wir beherrschen also alle Technologien,<br />
um Komplettlösungen aus einer<br />
Hand anbieten zu können. Dabei hilft uns<br />
unsere 3.500 m ² große Produktionshalle,<br />
in der wir auch größere Anlagen mit besonderen<br />
Anforderungen realisieren können.<br />
Das alles versetzt uns in die Lage, die<br />
strengen Regeln und Standards der Automobilindustrie<br />
zu erfüllen, die in Ungarn<br />
als die anspruchsvollste Branche gilt.<br />
Was ist das Besondere an den neuen<br />
Plasma-Tech-Faserlasermaschinen?<br />
Imrei: Ein für uns wichtiges Alleinstellungsmerkmal<br />
ist, dass die Anlagen komplett<br />
in Ungarn entwickelt und gefertigt<br />
werden – auf Basis unseres eigenen<br />
Know-hows. Zudem rüsten andere Hersteller<br />
in unserem Preissegment ihre Maschinen<br />
mit Zahnstangenantrieben aus.<br />
Wir setzen dagegen Linearmotoren ein,<br />
die nahezu keinen mechanischen Verschleiß<br />
aufweisen. Darüber hinaus halten<br />
wir Ersatzlaserquellen und Schneidköpfe<br />
im Lager vor, so dass der Kunde im Fehlerfall<br />
schnell über Ersatzteile verfügt. Wir<br />
können diese Bauteile innerhalb von<br />
24 Stunden austauschen und halten so<br />
die Produktivität beim Anwender hoch.<br />
Für eine hohe Produktivität ist es ebenso<br />
wichtig, den Anwender auch softwareseitig<br />
zu unterstützen. Wir wissen sehr gut,<br />
dass hochautomatisierte Maschinen wie<br />
unsere ohne die richtige CAM-Software<br />
ihr Potenzial nicht ausschöpfen können.<br />
Deshalb ist eine solche Software auch in<br />
unsere Maschinensteuerung eingebunden.<br />
Das verstehen wir unter einer Komplettlösung,<br />
bei Bedarf mit zusätzlicher<br />
Unterstützung bei der Optimierung von<br />
Schneidprozessen.<br />
Welche Erkenntnisse ziehen Sie damit<br />
bezüglich der Anforderungen an die<br />
Automatisierungstechnik?<br />
Bild: CNCMedia<br />
Imrei: Die Erfahrung hat gezeigt, dass ein<br />
möglichst hoher Automatisierungsgrad<br />
die Bedienung der Maschine einfacher<br />
und zuverlässiger macht. Deshalb sind die<br />
Maschinen zu 100 % automatisiert. Dies<br />
20 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Automatisierungsanforderungen<br />
Plasma-Tech Systems entwickelte 2016 eine neue Laserschneidmaschine und hatte<br />
dabei hohe Erwartungen an die einzusetzende Automatisierungslösung, angefangen<br />
bei der Steuerung und dem I/O-System bis hin zur Antriebstechnik. Diese Erwartungen<br />
konnte die PC-basierte Automatisierungstechnik von Beckhoff erfüllen. Das<br />
Wichtigste dabei war die Offenheit sowohl auf Soft- als auch auf Hardwareebene.<br />
Eine automatisierungstechnische Besonderheit war, dass zusätzlich zur Implementierung<br />
der interpolierten Bewegungen in Twincat CNC eine Schnittstelle zur Technologiesoftware<br />
von Plasma-Tech bereitzustellen war. Zudem musste sich Ethercat<br />
bei Bedarf auch mit anderen Kommunikationsprotokollen kombinieren lassen, was<br />
mit der Beckhoff-Lösung einfach realisierbar ist. Hinzu kam, dass die Servoverstärker<br />
AX5000 mit den eingesetzten Linearmotoren harmonieren mussten, was eine<br />
entsprechende Flexibilität hinsichtlich der Gebertypen voraussetzt.<br />
Entdecke die Welt<br />
grenzenloser<br />
Produktentwicklung<br />
INNEO ermöglicht es<br />
Ihnen, Beeindruckendes<br />
zu erschaffen!<br />
Mit unserem großartigen Spektrum für<br />
ineinandergreifende CAD/PLM/IoT-<br />
Lösungen in allen Phasen und mit allen<br />
Beteiligten erhöhen Sie Ihre Effizienz.<br />
Steigern Sie Ihre Innovationskraft!<br />
Jetzt mehr erfahren:<br />
www.inneo.de/pe<br />
vermeidet Probleme aufgrund unsachgemäßer<br />
Handhabung oder falscher manueller<br />
Einstellungen. Die Basis dafür bilden<br />
die leistungsfähigen Beckhoff-Steuerungen<br />
und das schnelle wie auch flexible<br />
Kommunikationssystem Ethercat. Sehr<br />
wichtig ist auch, dass eine I/O-Erweiterung<br />
mit der entsprechenden Ethercat-<br />
Klemme einfach und in nur wenigen Minuten<br />
durchgeführt werden kann. Bei der<br />
Konzeption und Umsetzung unseres<br />
Steuerungskonzepts haben wir viel Unterstützung<br />
von Beckhoff erhalten, so dass<br />
unsere Programmierer zum Beispiel problemlos<br />
auf Twincat 3 migrieren konnten.<br />
Zuvor haben wir uns gründlich umgesehen<br />
und sind zu dem Schluss gekommen,<br />
dass wir mit der PC-basierten Steuerungstechnik<br />
von Beckhoff ein sehr gutes Preis-<br />
Leistungsverhältnis unserer Maschinen erzielen<br />
können. Dies verschafft Plasma-<br />
Tech in Ungarn eine besondere Wettbewerbsposition.<br />
Bei Ihrem Bearbeitungszentrum sind Sie<br />
vom klassischen Plasma- auf Faserlaser<br />
umgestiegen. Warum setzen Sie nicht<br />
wie andere auf CO 2 -Laser?<br />
Imrei: Jeder, der einige Zeit in der Branche<br />
arbeitet, lernt, dass es die universelle<br />
Lösung nicht gibt. Keine der Technologien<br />
ist besser oder schlechter. Für uns zählt<br />
ein Argument: CO 2 -Laser erfordern viel<br />
mehr Service und die Technologie ist<br />
deutlich empfindlicher. Der Betrieb verlangt<br />
daher mehr Know-how und eine<br />
andere Infrastruktur beim Anwender. Im<br />
Gegensatz dazu ist der Faserlaser eine<br />
einfache Plug-and-Play-Lösung.<br />
Welche Entwicklungspläne hat Plasma-<br />
Tech bei den Laserbearbeitungszentren?<br />
Imrei: Die Entwicklungen, an denen wir<br />
arbeiten, sind für Kunden oft unsichtbar.<br />
Denn beim Laserschneiden gibt der Laser<br />
bestimmte Eckwerte vor, an denen nichts<br />
zu ändern ist. Die Nebenzeiten können wir<br />
dagegen optimieren, zum Beispiel den Palettenwechsel<br />
beschleunigen und die Geschwindigkeit<br />
beim Übergang erhöhen.<br />
Der Anwender merkt dann nur, dass die<br />
Schnittzeit in Summe um einige Sekunden<br />
kürzer geworden ist. Wir arbeiten permanent<br />
daran, solche Details zu verbessern<br />
und so die Produktivität zu steigern. (co)<br />
www.plasmatechsystems.hu; www.beckhoff.com<br />
INFO<br />
Weitere Informationen zum<br />
Portfolio von Beckhoff für<br />
den Werkzeugmaschinenbau:<br />
hier.pro/k36Tu<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 21
TRENDS » Porträt<br />
K.A. Schmersal GmbH & Co. KG produziert rund 18.000 Sicherheitsschaltgeräte<br />
„Digitalisierung ist ein Thema von Netzwerkfähigkeit,<br />
Konnektivität und Daten“<br />
Die Sicherheitstechnik gewinnt in der Automatisierung weiter an Bedeutung. Ziel sind zuverlässig arbeitende<br />
Maschinen und Anlagen, bei denen neben der Produktivität vor allem die Sicherheit der Mitarbeiter im Vordergrund<br />
steht. Welchen Einfluss die Digitalisierung sowie die aktuelle Situation bei der Materialbeschaffung<br />
auf die Entwicklung des Unternehmens haben, erläutern Philip Schmersal, Geschäftsführender Gesellschafter,<br />
sowie Edgar Stadler, Divisionsleiter Technik, bei der K.A. Schmersal GmbH & Co. KG in Wuppertal.<br />
Interview: Andreas Gees, stv. Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr Schmersal, Sie<br />
sind Geschäftsführender Gesellschafter<br />
der gleichnamigen Unternehmensgruppe,<br />
können Sie<br />
uns die wichtigsten Unternehmensdaten<br />
nennen?<br />
IM GESPRÄCH<br />
Philip Schmersal, Geschäftsführender<br />
Gesellschafter,<br />
sowie Edgar Stadler, Divisionsleiter<br />
Technik, bei der<br />
K.A. Schmersal GmbH & Co.<br />
KG in Wuppertal<br />
Philip Schmersal: Die Schmersal-<br />
Gruppe entwickelt und produziert<br />
rund 18.000 verschiedene Sicherheitsschaltgeräte<br />
und ist mit diesem Sortiment<br />
einer der größten Anbieter weltweit.<br />
Mehr als 1.900 Mitarbeiter in über 20 Ländern arbeiten<br />
daran, gemeinsam mit den Kunden zukunftsweisende,<br />
sicherheitstechnische Lösungen zu realisieren.<br />
Wir konzentrieren uns auf die drei Geschäftsfelder<br />
Aufzugstechnik, Automatisierungstechnik und Sicherheitstechnik.<br />
Neue Safety-Konzepte<br />
erfordern dabei Systemlösungen und<br />
es gilt, innovative Funktionsprinzipien<br />
zu integrieren und neue Wege<br />
der Datenkommunikation zu<br />
gehen. Schließlich führt auch das<br />
wachsende Normen- und Richtlinienwerk<br />
zur Maschinensicherheit<br />
zu neuen Herausforderungen bei<br />
Herstellern und Anwendern von Maschinen<br />
und Anlagen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Digitalisierung verändert<br />
die Abläufe in der Industrie. Welche Herausforderungen<br />
sind damit konkret für einen Hersteller von<br />
Sicherheitstechnik für den Maschinen- und Anlagenbau<br />
verbunden?<br />
Philip Schmersal: „Der Bedarf an intelligenten Sicherheitslösungen ist in der Robotik<br />
stark wachsend, und die Zahl der eingesetzten Roboter steigt stetig.“<br />
Bild: Schmersal<br />
Edgar Stadler: Die Digitalisierung ist vor allem ein<br />
Thema von Netzwerkfähigkeit, Konnektivität, Datengenerierung<br />
und deren Auswertung. Das sind Funktionalitäten,<br />
die wir in unsere Produkte integrieren<br />
und ständig ausbauen. Die digitale Transformation<br />
setzt eine durchgängige Kommunikationsfähigkeit<br />
aller unserer Komponenten voraus, und das gilt auch<br />
für weniger komplexe Geräte. Fast jedes Schaltgerät<br />
ist heute mit einem Mikroprozessor ausgestattet, auf<br />
dem in der Regel die Kommunikationsfähigkeit basiert.<br />
Ein zweiter Aspekt ist der wachsende Anteil von<br />
Softwarefunktionalitäten in den Geräten. Viele Funktionen,<br />
die früher in Elektromechanik oder Elektrik<br />
abgebildet wurden, werden heute mittels Software<br />
realisiert. Hinzu kommt, dass der Austausch von Daten<br />
und Dokumenten mit den Geräten in digitaler<br />
Form umfassender wird, und auch wir müssen unseren<br />
Kunden immer mehr Informationen zur Verfügung<br />
stellen. Moderne Geräte liefern eine Vielzahl<br />
22 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
»Schon heute bringen<br />
wir Sicherheits- und<br />
Messtechnik zusammen,<br />
weil Sicherheitssensoren<br />
auch Messgeräte sind.«<br />
Edgar Stadler, Divisionsleiter Technik, und Philip Schmersal,<br />
Geschäftsführender Gesellschafter der Schmersal Gruppe<br />
Bild: Schmersal
TRENDS » Porträt<br />
von Daten, deren digitale Kommunikation wir mit<br />
entsprechenden Prozessen unterstützen müssen. Dabei<br />
geht es den Kunden vor allem um die vorausschauende<br />
Wartung. Die erforderlichen Daten dafür<br />
möchten wir den Kunden in bestmöglicher Form zur<br />
Verfügung stellen. Die meisten Geräte der Sicherheitstechnik<br />
können neben ihrer eigentlichen Sicherheitsfunktion<br />
(z.B. das sichere Abschalten) umfangreiche<br />
zusätzliche Informationen liefern. Schon heute<br />
bringen wir Sicherheits- und Messtechnik zusammen,<br />
weil Sicherheitssensoren auch Messgeräte sind.<br />
Darin besteht ein Benefit für den Kunden: Wir verkaufen<br />
nicht nur ein Sicherheitssgerät, sondern auch<br />
einen messenden Sensor.<br />
tale Formate für die Dokumentation zugelassen werden.<br />
Gleichzeitig soll das einheitliche Zusammenspiel<br />
mit den anderen CE-Vorschriften gewährleistet sein.<br />
Die alte Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wird noch<br />
bis 2025 anwendbar bleiben. Die wichtigsten Normen<br />
für Schmersal im Bereich der Maschinensicherheit<br />
sind die IEC 61508 als Basisnorm, und daraus<br />
abgeleitet die Anwendungsnorm EN 62061 sowie die<br />
harmonisierte Norm im Sinne der Maschinenrichtlinie<br />
EN ISO 13849, die wir bei der Entwicklung unserer<br />
Komponenten berücksichtigen. In der Normung<br />
(z.B. IEC 62443) werden zukünftig analog zu den Sicherheitslevel<br />
(SIL) auch Securitylevel (SL) definiert.<br />
Dazu müssen die Hersteller für ein kommunikationsfähiges<br />
Produkt benennen, nach welchem SL das<br />
Produkt ausgelegt werden soll und vor allem die<br />
richtigen Industrial-Security-Fähigkeiten (engl. Capabilties)<br />
umsetzen, die es für die geplante Einsatzumgebung<br />
benötigt. Gerade dem Thema Security ist<br />
zukünftig permanent Aufmerksamkeit zu widmen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Auf welchem Entwicklungsstand<br />
befindet sich die Sicherheitstechnik für die<br />
Mensch-Roboter-Kollaboration?<br />
Edgar Stadler: „Lässt<br />
sich die Sicherheitstechnik<br />
in einer sicheren<br />
Cloud abbilden, ist<br />
die Voraussetzung für<br />
umfangreiche Machine-Learning-Prinzipien<br />
in der Sicherheitstechnik<br />
gegeben.“<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Die Sicherheitstechnik lebt von<br />
der Maschinenrichtlinie. Aus der Maschinenrichtlinie<br />
wird die Maschinenverordnung. Was hat sich in<br />
der jüngsten Zeit, was wird sich dadurch in den<br />
kommenden Monaten bezüglich der Normung ändern?<br />
Welche Konsequenzen folgen daraus?<br />
Stadler: Die kommende Maschinenverordnung soll<br />
sicherstellen, dass bei einer neuen Generation von<br />
Maschinen die Sicherheit der Bediener gewährleistet<br />
ist, aber auch Innovationen gefördert werden. Sie soll<br />
auch die sichere Integration eines KI-Systems in die<br />
Gesamtmaschine gewährleisten. Außerdem werden<br />
geltende Bestimmungen rechtlich klarer gestaltet<br />
und der Verwaltungsaufwand sowie die Kosten für<br />
Unternehmen reduziert, indem zukünftig auch digi-<br />
Bild: Schmersal<br />
Schmersal: Der Bedarf an intelligenten Sicherheitslösungen<br />
ist in der Robotik stark wachsend, und die<br />
Zahl der eingesetzten Roboter steigt stetig. Anwendungen,<br />
in denen der Mensch mit Robotern kooperiert<br />
oder koexistent zusammenarbeitet, sind aktuell<br />
sicherlich die Mehrheit. Die Kollaboration wird sich<br />
für immer mehr Applikationen anbieten, wenn die<br />
Arbeitsgeschwindigkeit bei diesen Lösungen gesteigert<br />
werden kann. Es gibt dabei mehrere Anforderungen<br />
an die Absicherung zu erfüllen. Zum einen ist der<br />
Arbeitsbereich mit den Gefahr bringenden Gesamtbewegungsmöglichkeiten<br />
des Roboters abzusichern,<br />
zum anderen ist es eine Herausforderung, das Werkzeug<br />
im Tool Center Point zu überwachen, um eine<br />
Gefährdung des Menschen auszuschließen. Es gibt<br />
dabei taktile und nicht taktile Lösungen, die wir im<br />
Rahmen der Weiterentwicklung unseres Sicherheitsportfolios<br />
untersuchen. Taktil bedeutet, dass der Roboterarm<br />
mit Sensoren versehen wird, die bei einer<br />
Berührung des Roboters seine Bewegungen verlangsamen<br />
oder stoppen. Die nicht taktile Lösung ist wesentlich<br />
eleganter, da sie den Gefahrenraum beispielsweise<br />
mit optischer Sensorik überwacht und<br />
die Bewegung des Roboters sicher steuert, ohne dass<br />
ein direkter Kontakt erfolgt. Wir sind da allerdings<br />
noch in einer frühen Entwicklungsphase, aber gemeinsam<br />
mit Technologiepartnern in einem sehr interessanten<br />
Anwendungsbereich unterwegs, in dem<br />
wir präsent sein wollen.<br />
24 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Intensiv diskutiert wird zur<br />
Zeit auch das Thema Machine Learning. Wie schätzen<br />
Sie die Bedeutung dieser Technologie für die<br />
Maschinensicherheit ein?<br />
Stadler: Dass Technologien aus der nicht sicheren<br />
Automatisierungstechnik auch in der Sicherheitstechnik<br />
genutzt werden, ist meist nur eine Frage der<br />
Zeit. Die neue Maschinenverordnung wird sich auch<br />
um die Integration von KI-Systemen in die Maschinen<br />
kümmern. Dass wir als Hersteller deshalb zukünftig<br />
KI-Methoden auch in sichere Sensoren integrieren, ist<br />
bei der Entwicklung von Sicherheitsgeräten bereits<br />
ein Thema. Im ersten Schritt werden das Algorithmen<br />
sein, die im Bereich des maschinellen Lernens angesiedelt<br />
sind. Ein weiterer Schritt wäre dann der Einsatz<br />
von Deep-Learning-Ansätzen, beispielsweise mit<br />
mehrschichtigen neuronalen Netzen. Lässt sich die<br />
Sicherheitstechnik in einer sicheren Cloud abbilden,<br />
ist die Voraussetzung für umfangreiche Machine-<br />
Learning-Prinzipien auch in der Sicherheitstechnik<br />
gegeben. Mit diesen Ansätzen könnten so sinnvolle<br />
Funktionen zur Steigerung der Robustheit und Erweiterung<br />
der Sicherheit geschaffen werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Maschinensicherheit geht<br />
heute weit über die Lieferung von Komponenten<br />
hinaus, welchen Umfang haben bei Schmersal das<br />
Projektgeschäft sowie der Service, welche Aktivitäten<br />
verfolgen Sie in diesem Bereich?<br />
Schmersal: Das Servicegeschäft ist unser auch international<br />
am stärksten wachsendes Geschäftsfeld.<br />
Wir haben die Aktivitäten unter der Marke tec.nicum<br />
zusammengefasst und sehr viel in kompetente Mitarbeiter<br />
investiert. Damit stellen wir sicher, dass wir<br />
unsere Kunden auch weltweit optimal betreuen können.<br />
Neben der Entwicklung, Produktion und dem<br />
Vertrieb sicherheitstechnischer Geräte und Systeme<br />
bieten wir mit diesem Geschäftsbereich auch eine<br />
herstellerneutrale Beratung. Das Angebot des tec.nicum<br />
umfasst neben dem Consulting auch Engineering,<br />
Softwareentwicklung und Integration sowie<br />
vielfältige Dienstleistungen rund um die Schulung<br />
von Fachkräften. Unser Service-Angebot reicht von A<br />
bis Z: Wir bauen zum Beispiel auch Zäune und installieren<br />
die Sicherheitstechnik, und wir zertifizieren<br />
und dokumentieren die Projekte. Unser Ziel ist es, mit<br />
unserem umfangreichen Portfolio und dem Service<br />
ein One-Stop-Shop für Maschinensicherheit zu sein.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: IO-Link Safety, AS-i-Safety at<br />
Work, Profisafe als ein Beispiel für sichere Ethernetprotokolle,<br />
OPC UA, wie beurteilen Sie die Entwicklung<br />
der Kommunikationstechnologien?<br />
Stadler: Wer weltweit tätig ist, muss auch die international<br />
verbreiteten Technologien unterstützen. Wir<br />
bauen deshalb die Safety Fieldbox aus unserer Gateway-Produktlinie<br />
kontinuierlich aus, um alle relevanten<br />
Safety-Protokolle wie Profinet/Profisafe, Ethernet<br />
DEN DREH RAUS!<br />
DRUCKAUSGLEICHSELEMENT DA 284<br />
Kontinuierlicher Druckausgleich für Ihr Gehäuse!<br />
• Drücken statt drehen:<br />
80% schnellere Montage<br />
• Hochleistungsmembrane:<br />
67% schnellerer Druckausgleich<br />
*zu vergleichbaren Produkten<br />
*<br />
*<br />
M12 Version<br />
in robustem<br />
Aluminium<br />
WWW.STEGO.DE/DA284<br />
STEGO Elektrotechnik GmbH | Kolpingstraße 21 | 74523 Schwäbisch Hall<br />
IP 66<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 25
TRENDS » Porträt<br />
Philip Schmersal und Edgar Stadler<br />
Bild: Schmersal<br />
IP mit CIP Safety oder Ethercat/FSOE zu unterstützen.<br />
Dazu implementieren wir skalierbare und modulare<br />
Architekturen. Safety wird künftig zunehmend maschinenübergreifend<br />
zum Einsatz kommen. Ein Beleg<br />
dafür ist, das Safety in den Industrie-4.0-Kommunikationsstandard<br />
OPC UA integriert wurde. So hat u.a. die<br />
Profibus-Nutzerorganisation einen Standard für<br />
Safety over OPC UA definiert. Dieser Standard befindet<br />
sich in der Normierungs- oder Definitionsphase<br />
bei der PNO. Damit soll die Kommunikation von Maschinen<br />
und Steuerungen unterschiedlicher Hersteller,<br />
deren Kommunikation und die Programmierung der<br />
Sicherheitsapplikation, die ja ursprünglich proprietär<br />
ausgelegt sind, vereinfacht werden. Sicherlich wird<br />
auch die bidirektionale Kommunikationsschnittstelle<br />
IO-Link-Safety für funktionale Sicherheit weiter an<br />
Bedeutung gewinnen. IO-Link mit der Safety-Erweiterung<br />
bietet sich für die Komponenten an, in denen eine<br />
Ethernet-Schnittstelle zu hohe Hardware-Kosten<br />
verursacht. ASi-Safety ist für uns ein ganz wichtiger<br />
Bestandteil des Angebotsspektrums und auch Wireless-Lösungen<br />
sind in Zukunft vorstellbar. Bei Wireless-Lösungen<br />
ist die Robustheit ein zentrales Thema,<br />
das neben der Sicherheitsfunktion betrachtet werden<br />
muss. Sicherheitsprodukte sind nur dann gut und sicher,<br />
wenn sie auch robust und absolut zuverlässig<br />
funktionieren.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Schmersal bietet auch Schaltgeräte<br />
für den Ex-Schutz gemäß ATEX. Wäre<br />
Ethernet APL aus der Prozesstechnik auf der Basis<br />
von SPE auch ein denkbarer Ansatz für die Vernetzung<br />
von Sicherheitsschaltgeräten?<br />
Stadler: Ethernet APL ist für uns weniger interessant,<br />
weil wir unsere Produkte vor allem in den Industrien<br />
und Branchen der Fabrikautomation vertreiben.<br />
Ethernet APL ist ein spezieller Standard für die Prozesstechnik,<br />
der aus den Single-Pair-Ethernet Aktivitäten<br />
abgeleitet wurde. SPE sehen wir aber durchaus<br />
als eine interessante Entwicklung an. Mit SPE haben<br />
wir eine Zwei-Draht-Leitung zur Verfügung, die sich<br />
z.B. als Alternative zu IO-Link bzw. zu IO-Link-Safety<br />
entwickeln könnte. Wir konzentrieren uns im Moment<br />
jedoch auf IO-Link-Safety. IO Link ist eine sehr<br />
gute Lösung, um Daten von weniger komplexen Produkten<br />
zu übertragen. Ein technischer Nachteil ist<br />
jedoch die Parallelverdrahtung auf der Basis der<br />
sternförmigen Netzwerktopologie. Single-Pair-<br />
Ethernet könnte damit mittelfristig zu einer Alternative<br />
für IO-Link werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Neben der Digitalisierung gewinnt<br />
das Thema Nachhaltigkeit an Bedeutung.<br />
Ziel in der EU ist es, den CO 2<br />
-Ausstoß in den<br />
nächsten Jahren erheblich zu reduzieren. Welche<br />
Bedeutung hat für Sie das Thema Nachhaltigkeit?<br />
Wann wird Schmersal klimaneutral produzieren?<br />
Schmersal: Natürlich können wir jetzt noch nicht sagen,<br />
ab wann wir klimaneutral produzieren werden.<br />
Doch auch wir haben auf dem Weg zur Klimaneutralität<br />
eine ganze Reihe von Maßnahmen ergriffen. Wir<br />
arbeiten zur Zeit an einem Nachhaltigkeitsbericht<br />
nach den Standards der Global Reporting Initiative<br />
(GRI). Wir haben drei Solarparks eingerichtet, die unsere<br />
Fabriken mit Strom versorgen, und wir haben ein<br />
26 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
komplett klimaneutrales Verwaltungsgebäude errichtet.<br />
Unseren Fahrzeugpark haben wir weitgehend auf<br />
Elektromobilität umgestellt, und wir beteiligen uns<br />
an einem Kreislauf-Wirtschaftsprojekt hier in Wuppertal.<br />
Ziel des Projekts ist es, Kunststoffe weitgehend<br />
wiederzuverwenden. Kurz: Wir arbeiten an vielen verschiedenen<br />
Projekten, um hier voranzukommen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Faktoren wie der Mangel an<br />
Fachkräften und die Versorgung mit Halbzeugen<br />
und Rohstoffen beeinträchtigen zur Zeit die wirtschaftliche<br />
Entwicklung. Wie sieht die Situation<br />
bei Schmersal aus?<br />
Schmersal: Extremer Fachkräftemangel herrscht vor<br />
allem im Bereich des Softwareengineerings und bei<br />
IT-Fachkräften. Die Versorgung mit Elektronikkomponenten<br />
und Werkstoffen wie Kunststoffgranulat oder<br />
Stanzteilen ist aktuell eine enorme Herausforderung<br />
und bindet Ressourcen, um beispielsweise Alternativen<br />
zu qualifizieren. Speziell im Bereich Prozessoren<br />
haben wir enorme Preissprünge. Wenn Sie bis zu vier<br />
Prozessoren in einem Produkt haben, resultieren daraus<br />
erheblich gestiegene Herstellkosten. Das hat<br />
selbstverständlich auch einen Einfluss auf das Einkaufsverhalten<br />
des gesamten Wettbewerbsumfelds<br />
und trübt zusätzlich die Ergebnissituation.<br />
»Fachkräftemangel herrscht vor allem im<br />
Bereich des Softwareengineerings sowie bei<br />
IT-Fachkräften. Die Versorgung mit<br />
Elektronikkomponenten und Werkstoffen<br />
wie Kunststoffgranulat oder Stanzteilen ist aktuell<br />
eine enorme Herausforderung.«<br />
Stadler: Auch die Volatilität bei der Beschaffung<br />
trägt ihren Teil dazu bei. Selbst zugesagte Lieferungen<br />
werden kurzfristig verschoben. Wir müssen dann sehr<br />
schnell reagieren, um kritische Lieferengpässe bei uns<br />
zu vermeiden. Oft sucht ein komplettes Entwicklungsteam<br />
nach alternativen Komponenten.<br />
Sind diese dann qualifiziert,<br />
könnten sie schon wieder vergriffen<br />
sein. Das bindet Mitarbeiterkapazitäten<br />
und verzögert wichtige Entwicklungsprojekte.<br />
Wir gehen davon aus,<br />
dass sich diese Situation noch über<br />
das gesamte Jahr 2022 hinziehen<br />
wird.<br />
INFO<br />
Weitere Details zum Service-<br />
Angebot von Schmersal:<br />
hier.pro/AYtr9<br />
www.schmersal.com<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 27
KOMPONENTEN » Elektrotechnische Bauelemente<br />
IM ÜBERBLICK<br />
In ethnernetbasierten<br />
Automatisierungsnetzwerken<br />
lässt sich die Anlagen -<br />
verfügbarkeit mittels der<br />
Zustandsüberwachung der<br />
Leitungen erhöhen.<br />
Predictive Maintenance ethernetbasierter Automatisierungsnetzwerke<br />
Datenleitung mit Überwachung<br />
Ungeplante Maschinenstillstände sind in der Smart Factory ein großes Risiko. Um das<br />
zu vermeiden, gibt es die vorausschauende Wartung, auch Predictive Maintenance genannt.<br />
Lapp hat hierfür den Etherline Guard vorgestellt, der in ethernetbasierten Netzwerken<br />
der Automatisierungstechnik die Lebensdauer einer ausfallgefährdeten<br />
Datenleitung überwacht.<br />
Stefan Hilsenbeck, Senior Engineer Advanced Technology, Lapp Holding AG<br />
Ethernet-Leitung im Griff: Der Etherline Guard macht es möglich, die Verschleißgrenze<br />
einer Leitung zu erkennen und den optimalen Austauschzeitpunkt<br />
im Voraus zu planen.<br />
Bild: Lapp<br />
Einfache Installation: Der Etherline Guard wird zwischen die kritische Anwendung<br />
und die Steuerungsseite in einen Datenleitungsknoten gesteckt.<br />
Bild: Lapp<br />
INFO<br />
Weitere Informationen zum<br />
Etherline Guard:<br />
hier.pro/mL686<br />
Beim Etherline Guard handelt es sich um ein stationäres<br />
Überwachungsgerät, das die aktuelle<br />
Leistungsfähigkeit einer Datenleitung auswertet und<br />
in Prozent angibt. Grundlage dafür sind Daten, die<br />
über eine Sensorik aus den physikalischen Eigenschaften<br />
der Datenübertragung ermittelt werden. Die<br />
Realzeit-Zustandsanzeige macht es möglich, die Verschleißgrenze<br />
einer Leitung zu erkennen und den optimalen<br />
Austauschzeitpunkt im Voraus zu planen.<br />
Der Etherline Guard könnte vor allem für Datenleitungen<br />
gemäß Übertragungsstandard 100BASE-TX<br />
(bis zu 100 Mbit/s) nach IEEE 802.3, aber auch für<br />
Ethercat-, Ethernet/IP- und 2-paarige Profinet-Anwendungen<br />
zum Einsatz kommen. Beispielsweise die<br />
Datenleitung Etherline Torsion Cat. 5 oder Etherline<br />
PN Cat. 5 FD. Diese Leitungen werden in vielen Branchen<br />
in den letzten Metern beziehungsweise auf der<br />
Prozessebene einer Anwendung eingesetzt<br />
und sind somit häufig Teil<br />
von Schleppketten oder torsionsbehafteten<br />
Kabelführungen, wie sie in<br />
Roboterarmen vorkommen. Der<br />
Etherline Guard ist für die Hutschienenmontage<br />
vorbereitet und mit<br />
der Schutzart IP 20 für den Montageort<br />
Schaltschrank vorgesehen.<br />
Das Gerät ist besonders platzsparend und kompakt,<br />
etwas größer als eine Streichholzschachtel (49 mm<br />
breit, 76,5 mm hoch und 36 mm tief). Es wird mit<br />
24 V DC betrieben, ist für einen Temperaturbereich von<br />
-40 bis +75 °C vorgesehen und gemäß DIN EN 60529<br />
vibrations- und schockfest. Eine einfach zu bedienende<br />
Set-Taste ist für das Aufrufen verschiedenster<br />
Funktionen, wie beispielsweise dem Teach-in, oder<br />
dem Aktivieren des Accesspoints vorgesehen.<br />
Einfach zwischen Steuerung und<br />
kritische Anwendung stecken<br />
Der Etherline Guard wird zwischen die kritische Anwendung<br />
bzw. der zu überwachenden Leitung und<br />
der Steuerungsseite in einen Datenleitungsknoten<br />
gesteckt. Dafür verfügt das Gerät über einen Guard-/<br />
Data-Port für die zu überwachende Datenleitung mit<br />
RJ45-Stecker, die von der kritischen Anwendung zum<br />
Gerät führt, sowie einen Data-Port für die Datenleitung<br />
mit RJ45-Stecker, die vom Gerät zur Steuerung<br />
führt. Über den Anschluss einer dritten Datenleitung<br />
an der LAN-Buchse (Variante PM03T) oder über die<br />
Verwendung des Antennenanschlusses für WiFi (Variante<br />
PM02TWA) können die Wartungsdaten an eine<br />
übergeordnete Steuerung übertragen werden. Beide<br />
Varianten können für die Cloud-Kommunikation mit<br />
28 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
MQTT konfiguriert werden. Der externe SMA-Antennenanschluss<br />
gewährleistet eine sichere Funkstrecke,<br />
wenn sich das Gerät beispielsweise im Schaltschrank<br />
befindet. Die Antenne wird dann einfach außerhalb<br />
montiert. Der Etherline Guard ist außerdem mit einem<br />
fünfpoligen Klemmterminal für Einzeladerverdrahtung<br />
ausgestattet.<br />
Schnelle Inbetriebnahme<br />
Neben den üblichen LEDs an jedem RJ45-Port befinden<br />
sich drei zentral angeordnete mehrfarbene Diagnose-LEDs:<br />
PWR für Betriebsbereitschaft, Status für<br />
den Zustand der zu überwachenden Datenleitung<br />
und COM für Connect (LAN-Version) oder WiFi (WiFi-<br />
Version). Die Entwickler von Lapp haben dabei ganz<br />
bewusst nur einfach gehaltene Diagnose- und Einstellmöglichkeiten<br />
am Gerät vorgesehen. Möchte ein<br />
Nutzer auf darüberhinausgehende Einstellungen<br />
oder Funktionsparameter zugreifen, oder sich über<br />
die grafische Verlaufshistorie des Kabelstatus informieren,<br />
bietet das Webinterface von Etherline Guard<br />
einen einfachen und komfortablen Zugang. Hier finden<br />
sich zum Beispiel auch die Einstellungen für die<br />
Einbindung des Geräts in eine Steuerungsebene via<br />
MQTT. Darüber hinaus kann das Gerät mittels Firmware-Update<br />
auf einen neuen Stand gebracht werden,<br />
wenn künftig beispielsweise zusätzliche Funktionen<br />
entwickelt werden.<br />
Für die Inbetriebnahme ist kein IT-Expertenwissen<br />
nötig. Sie erfolgt mit einer automatisierten und<br />
selbstlernenden Parametrisierung (Teach-In) in wenigen<br />
Minuten. Gestartet wird ganz einfach über Tastendruck<br />
oder über das Webinterface. Auch ein Re-<br />
trofit in die bestehende Netzstruktur ist jederzeit<br />
möglich. Der Etherline Guard ist als eine kabelgebundene<br />
LAN-Variante ‚PM03T‘ und als eine kabellose<br />
WiFi-Variante ‚PM02TWA‘ erhältlich. Dank der zwei<br />
Varianten und einem breiten Spektrum an diversen<br />
Anschlussmöglichkeiten, kann der Anwender entscheiden,<br />
wie die benötigten Statusinformationen an<br />
die übergeordnete Prozessebene übertragen werden<br />
sollen. Am Gerät selbst kann der Kabelstatus an einer<br />
der rundum sichtbaren LED schnell erkannt werden.<br />
Die Art der Anzeige orientiert sich an einem Ampelsystem.<br />
Sie leuchtet dauerhaft grün, wenn die Leitung<br />
perfekt funktioniert und sich innerhalb der Spezifikationen<br />
befindet. Meldet das Webinterface den<br />
gelben Bereich bzw. blinkt die Status-LED rot, sind<br />
bereits erste Verschleißerscheinungen eingetroffen<br />
und es entsteht Handlungsbedarf.<br />
Wichtiger Schritt auf dem Weg zur<br />
Smart Factory<br />
Der Etherline Guard eignet sich für Datenleitungen,<br />
die ständig ‚Stress‘ ausgesetzt sind: Das sind Bewegungen<br />
mit hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen,<br />
wechselnde Bewegungsabläufe, Rotationen<br />
mit axial sehr hohen Verdrehungswinkeln,<br />
schnelle Taktzeiten und kleine Biegeradien. Das Gerät<br />
wird auch in kritischen Prozessen eingesetzt, bei denen<br />
im Falle eines Stillstandes hohe bis extrem hohe<br />
Ausfallkosten oder sogar Personenschäden entstehen<br />
würden, etwa in der Medizin. Mit Etherline Guard ermöglicht<br />
Lapp den Kunden einen weiteren Schritt<br />
auf dem Weg zur Smart Factory.<br />
(co)<br />
www.lappkabel.de<br />
Etherline Guard ist<br />
platzsparend und<br />
kompakt (49 x 76,5 x<br />
36 mm) und ist für<br />
einen Temperaturbereich<br />
von -40 bis +75 °C<br />
vorgesehen.<br />
Bild: Lapp<br />
SCHNELLER UND<br />
ZUKUNFTSSICHER<br />
Neue Generation Profinet Drehgeber.<br />
Aktuellstes Encoderprofil V4.2, PROFINET IO, RT und IRT geeignet<br />
für verschiedene Performance Anforderungen, 3x schnelleres<br />
Fast Startup nach einem Anlagenhochlauf, basierend auf einer<br />
technologisch moderenen Plattform, um zuküntge<br />
Industrie 4.0 Funktionalitäten umzusetzen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 29<br />
kuebler.com/profinet
Mit der Einführung der Eplan-Software P8 vor zehn Jahren wurde damit begonnen, Elektrokonstruktionen für individuelle Niederspannungs-Schaltanlagen zu projektieren.<br />
Bild: Wago<br />
Wago unterstützt Hensel bei der Einführung der Digitalisierung<br />
Nachhaltig in die Zukunft<br />
Gustav Hensel ist einer der Weltmarktführer in der Elektroinstallations- und Verteilungstechnik. Viele Installationsaufgaben<br />
in gewerblich und industriell genutzten Gebäuden, Außenanwendungen oder Verkehrsinfrastrukturanlagen<br />
werden mit den Produkten der Sauerländer sicher gelöst. Damit das so bleibt, setzt das Familienunternehmen<br />
in Lennestadt auf eine Digitalisierungsstrategie der kleinen, aber nachhaltigen Schritte beim Bau von<br />
Schaltschränken und Schaltanlagen. Wago bietet dabei Unterstützung beim Schaltschrankbau.<br />
Anja Koser, Content- und Social-Media-Redakteurin bei Wago in Minden<br />
Ein wesentlicher Bestandteil dieser Strategie ist<br />
die stufenweise Implementierung des digitalen<br />
Zwillings zur Optimierung der Abläufe zwischen Projektierung<br />
und Fertigung. „Haupttreiber unseres di-<br />
IM ÜBERBLICK<br />
gitalen Engagements war der beginnende Fachkräftemangel.<br />
Viele alte Hasen gehen in den Ru-<br />
Teil der Digitalisierungs-Strategie<br />
bei Hensel ist die stufenweise<br />
Implementierung Aufgabe ist es, dieses wertvolle Gut im Unterhestand<br />
und nehmen dabei Wissen mit. Unsere<br />
des digitalen Zwillings zur nehmen zu halten und an neue, junge Mitarbeiter<br />
weiterzugeben“, erklärt Karl-Heinz Hupertz,<br />
Optimierung der Abläufe im<br />
Schaltschrankbau. Leiter Projektierung bei Hensel. In Sachen Digitalisierung<br />
gehe es deshalb darum, interne Prozesse zu<br />
verschlanken und bestehendes Fachwissen zu archivieren,<br />
um es datenbezogen weiterzugeben.<br />
Flache Nutzung von digitalen<br />
Tools, um weiterzukommen<br />
Mit der Einführung der Eplan-Software P8 vor zehn<br />
Jahren wurde damit begonnen, Elektrokonstruktionen<br />
für individuelle Niederspannungs-Schaltanlagen<br />
zu projektieren. Hensel fertigt keine Schaltanlagen-<br />
Serien, sondern nur Unikate, die auf einem Baukastenprinzip<br />
basieren. „Wir haben uns entschieden, die<br />
Software erst einmal flach zu benutzen.“ Für Aufbauzeichnungen<br />
arbeiten die Mitarbeiter in der Projektierung<br />
mit AutoCAD Mechanical, die elektrotechnische<br />
<strong>Konstruktion</strong> erfolgt mit der Applikation Eplan<br />
Electric P8. Stücklisten werden vom CAD ans interne<br />
ERP-System übertragen – mehr Schnittstellen gibt es<br />
zwischen den Systemen aktuell noch nicht.<br />
Schrittweise soll bei Hensel der Einsatz des digitalen<br />
Zwillings ausgebaut werden. Derzeit wird dieser für<br />
den Aufbau von Klemmleisten getestet, als Projektierungstool<br />
nutzen die Ingenieure unter anderem den<br />
Onlinekonfigurator Smart Designer von Wago. Die<br />
Mindener Verbindungs- und Automatisierungstechniker<br />
liefern Schaltanlagenbauern durchgängig alle<br />
Daten, Software-Tools und Schnittstellen, die sie<br />
entlang ihrer Prozesse benötigen. Die Implementierung<br />
des digitalen Zwillings sieht Steffen Winther,<br />
Global Business Developer bei Wago, langfristig als<br />
zwingend erforderlich, um einen gewissen Digitali-<br />
30 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Schaltschrankbau « AUTOMATISIERUNG<br />
sierungsgrad in der gesamten Prozesskette zu erreichen:<br />
„Ein Konstrukteur verwendet heute mindestens<br />
30 % seiner Zeit auf die Datenerstellung und -pflege.<br />
Mit dem digitalen Zwilling lässt sich Zeit und Geld<br />
sparen.“<br />
Digitaler Zwilling: immer<br />
individuell und maßgeschneidert<br />
Ein Ziel, das Hensel langfristig anpeilt – aktuell befindet<br />
sich die Projektierung noch in einer Testphase.<br />
Der digitale Zwilling wird derzeit manuell aufgebaut,<br />
ohne auf schnittstellenübergreifende Prozesse zurückzugreifen.<br />
Der Vorteil durch die Visualisierung<br />
werde aber auch so ersichtlich, unterstreicht Hupertz:<br />
„Wenn eine Klemmleiste im Konfigurator komplett<br />
aufgebaut wird, kann sie direkt in der Werkstatt<br />
bildlich dargestellt werden. Das vereinfacht die Montage<br />
der Klemmleiste extrem.“ Im nächsten Step<br />
werde es dann darum gehen, die erzeugten Zwillingsdaten<br />
in einer 2D-Aufbauzeichnung zu visualisieren,<br />
um den Mitarbeitern in der Fertigung anzuzeigen,<br />
an welche Stelle die Klemmen gesetzt werden<br />
sollen. Steffen Winther ergänzt: „Wichtig ist es<br />
zu verstehen, dass es nicht den einen digitalen Zwilling<br />
gibt. Wir bei Wago bieten immer eine individuelle,<br />
maßgeschneiderte Lösung für die jeweiligen Unternehmensprozesse.“<br />
Als das erste Produkt bei Hensel real umgesetzt wurde,<br />
erkannte Hupertz schnell die Stärken des virtuellen<br />
Abbilds: „Momentan fotografieren wir jede gebaute<br />
Schaltanlage. Das ist mit dem digitalen Zwilling<br />
nur noch zur Dokumentation des Auflieferungszustandes<br />
nötig. Alle anderen Daten können aufgerufen,<br />
in der <strong>Konstruktion</strong> bereits notwendige Änderungen<br />
vorgenommen und an die Fertigung weitergegeben<br />
werden. Man kannn Probleme frühzeitig erkennen<br />
und nachvollziehbar machen. Hier macht der<br />
digitale Zwilling sein Potenzial zur Effizienzsteigerung<br />
deutlich.“<br />
Digitalisierung als Chance<br />
zur Arbeitsplatzsicherung<br />
Den Verantwortlichen bei Hensel ist bewusst, dass<br />
die fortschreitende Digitalisierung durchaus Ängste<br />
schüren kann: „Die Leute sehen Digitalisierung nicht<br />
selten unter dem Rationalisierungsaspekt. Dass das<br />
bei uns aber nicht so ist, wollten wir von vornherein<br />
klarstellen. Es geht vielmehr darum, künftige Arbeitsplätze<br />
zu sichern“, so Hupertz. Essenziell sei es, die<br />
Mitarbeiter mitzunehmen. Daher habe man im Vorfeld<br />
viel informiert, in Arbeitskreise einbezogen und<br />
Feedback ernst genommen. „Wir wären zwar gerne<br />
schon ein Stück weiter, aber wir müssen aufpassen,<br />
dass der digitale Bus nur so schnell fährt, dass alle<br />
Wago bietet Schaltanlagenbauern durchgängig alle Daten, Software-Tools und<br />
Schnittstellen, die sie entlang ihrer Prozesse benötigen.<br />
mit einsteigen können.“ Am Titel des Digitalprojekts<br />
„Projektierung 2025“ könne man den Zeithorizont<br />
erahnen, den sich das Unternehmen selbst gesetzt<br />
hat. Anspruch sei es, den digitalen Wandel parallel<br />
zum Tagesgeschäft zu betreiben und weiter wirtschaftlich<br />
zu arbeiten, ohne große Kosten zu verursachen.<br />
„Mehr Investitionen in der Planung sind akzeptabel,<br />
wenn dadurch der Gesamtprozess effizienter<br />
wird“, so Hupertz.<br />
Wago steht Hensel beim Vorantreiben der Automatisierungsprozesse<br />
zur Seite. Eine Partnerschaft, die<br />
auch Karl-Heinz Hupertz schätzt: „Wir arbeiten<br />
schon lange mit Wago zusammen. Neben Klemmleisten<br />
und Elektronikkomponenten setzen wir auch auf<br />
das Beschriftungssystem von Wago.“ Aus dem bestehenden<br />
CAE-System werden die Komponenten In<br />
Hensels Schaltschränken über den Wago-Thermotransferdrucker<br />
Smart Printer beschriftet. Die konkrete<br />
Anwendung sei für mittelständische Unternehmen<br />
ohnehin das kleinere Problem, es fehlten vielmehr<br />
die personellen Kapazitäten, erklärt Steffen<br />
Winther: „Ein Schaltschrankbauer sollte mindestens<br />
eine Person im Unternehmen beschäftigen, um den<br />
digitalen Zwilling aufzusetzen und die Durchgängigkeit<br />
herzustellen. Aus dem Tagesgeschäft heraus<br />
kann das nicht funktionieren. Dafür ist das Thema zu<br />
groß“. Der Faktor Mensch bleibe<br />
deshalb auch in Zukunft wichtig.<br />
Eine Einschätzung, die Hupertz<br />
teilt: „Wir sind gerade dabei Freiräume<br />
zu schaffen, um den digitalen<br />
Prozess Stück für Stück in<br />
den Tagesablauf zu integrieren.“<br />
(ge)<br />
www.wago.com<br />
INFO<br />
Details zum Smart Designer:<br />
hier.pro/pPZaW<br />
Bild: Wago<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 31
AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
I/O-Systeme des Typs Axioline erleichtern flexibel den Einsatz in Kombination mit dem offenen Ecosystem PLCnext Technology oder an<br />
Steuerungen unterschiedlicher Hersteller.<br />
I/O-Lösungen für das Zusammenwachsen von Automatisierung und IIoT<br />
Konsequent in die Zukunft gedacht<br />
I/O-Systeme spielen im Bereich der Schaltschrankautomation eine wichtige Rolle. Das Produktportfolio von<br />
Phoenix Contact umfasst dazu Remote-I/O-Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften. Dabei stellen die<br />
Baureihen Axioline F, P und E sowie die Axioline Smart Elements in Kombination mit dem offenen Ecosystem<br />
PLCnext Technology oder an Steuerungen unterschiedlicher Hersteller eine zukunftssichere Lösung dar.<br />
Stefan Kuhnert, Produktmarketing I/O-Systems, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont<br />
Seitdem in der Automatisierung Bussysteme zum<br />
Einsatz kommen, stellen die Busteilnehmer eine<br />
essenzielle Komponente in der Kommunikation mit<br />
den im Feld verbauten Sensoren und Aktoren dar.<br />
Deshalb hat Phoenix Contact sein Portfolio an<br />
I/O-Systemen stetig weiterentwickelt und ergänzt.<br />
Als Busteilnehmer waren und sind I/O-Systeme<br />
schon immer ein wichtiger Bestandteil des Automatisierungsportfolios<br />
von Phoenix Contact. Beispielhaft<br />
sei das bereits 1993 in den Markt eingeführte<br />
I/O-System Interbus ST für die Schaltschrankautomation<br />
genannt. Über einen langen<br />
Zeitraum wurde diese Lösung für unterschiedliche<br />
Automatisierungsaufgaben verwendet. Ihr Aufbau,<br />
der eine Busklemme zum Anschluss an das Interbus-Netzwerk<br />
(Fernbus) sowie weitere anreihbare<br />
I/O-Module umfasst, stand damals Pate für ein bis<br />
heute bewährtes Konzept. Interbus ST ist allerdings<br />
nur ein Beispiel für ein erfolgreiches I/O-System<br />
aus der Automationsgeschichte von Phoenix Contact.<br />
Ein Blick auf das aktuelle Angebot zeigt neben<br />
modernen I/O-Systemen ein breites Lösungsspektrum<br />
für zukunftsorientierte Automatisierungs -<br />
aufgaben.<br />
Mit der PLCnext Technology stellt das Unternehmen<br />
ein offenes Ecosystem für heutige und zukünftige<br />
Automatisierungsanforderungen zur Verfügung,<br />
welches das Zusammenwachsen der Automatisierungsaufgaben<br />
mit den IIoT-Ansprüchen<br />
ermöglicht. Abgesehen von den Steuerungen der<br />
Produktfamilie PLCnext Control beinhaltet das Ecosystem<br />
• die modulare Software-Plattform<br />
PLCnext Engineer,<br />
• den digitalen Marktplatz PLCnext Store,<br />
• die PLCnext Community für den<br />
Erfahrungsaustausch sowie<br />
• die Option einer systemischen Cloud-Integration.<br />
Aufgrund der speziell entwickelten Firmware-Architektur<br />
können Anwender die IEC-61131-Programmiersprachen<br />
in Kombination mit Hochsprachen<br />
– wie C++ oder C# – oder einem Regelalgorithmus-Modell<br />
in Matlab Simulink nutzen.<br />
Das Portfolio der Baureihe PLCnext Control enthält<br />
neben modular erweiterbaren Axiocontrol-Steuerungen<br />
einen leistungsstarken Remote Field Controller<br />
(RFC). Bei dieser SPS handelt es sich um einen<br />
Profinet-Controller mit eingebauter Profisafe-<br />
32 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Sicherheitssteuerung. Sie erweist sich als das<br />
Gerät mit der größten Performance. Der RFC<br />
kommt insbesondere in rechenintensiven<br />
Applikationen mit der sicherheitstechnischen<br />
Anforderungsstufe SIL 3 respektive<br />
PL e als Zentralsteuerung zum Einsatz.<br />
I/O-Systeme für zahlreiche<br />
Automatisierungsaufgaben<br />
Optimiert im Zusammenspiel mit den SPSen<br />
der Produktfamilie PLCnext Control sowie in<br />
Kombination mit den Steuerungssystemen anderer<br />
Hersteller bietet Phoenix Contact verschiedene<br />
I/O-Systeme zur Realisierung der erforderlichen<br />
Automatisierungsaufgaben an. Dabei können zwei<br />
Wege beschritten werden:<br />
• Wenn eine zentrale Steuerung verwendet wird,<br />
benötigt der Anwender für die Signalerfassung<br />
und -ausgabe weitere I/O-Komponenten zur Anbindung<br />
der im Feld installierten Sensoren und<br />
Aktoren.<br />
• Soll das Automatisierungskonzept dezentral aufgebaut<br />
werden, beinhaltet das Leistungsspektrum<br />
von Phoenix Contact die nachfolgenden<br />
Remote-I/O-Systeme der Produktfamilie Axioline,<br />
die sich an die eigene Steuerungslösung sowie<br />
Steuerungen anderer Hersteller ankoppeln<br />
lassen, für unterschiedliche Anwendungsfälle.<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Axioline-I/O-Systeme<br />
ergänzen das Ecosystem<br />
PLCnext Technology im<br />
Sinne einer offenen<br />
Automatisierungsplattform<br />
auch für Anforderungen<br />
des IIoT.<br />
JA!<br />
Codierscheiben<br />
Taktscheiben<br />
Impulsscheiben<br />
Das I/O-System Axioline F<br />
Das I/O-System Axioline F ist durch ein breites<br />
Portfolio zur Zusammenstellung verschiedener Produktlösungen<br />
gekennzeichnet. Wegen der Unterstützung<br />
aller gängigen Ethernet-basierten Protokolle<br />
laufen I/O-Stationen auf Basis von Axioline F<br />
über einen Buskoppler an unterschiedlichen Steuerungen.<br />
Ihr blockmodulares Design sorgt für eine<br />
hohe Robustheit gegenüber mechanischen und<br />
elektromagnetischen Einflüssen. Das umfassende<br />
Standardportfolio mit allen notwendigen Funktionen<br />
wird dabei durch zwei Besonderheiten ergänzt:<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Remote Field<br />
Controller (RFC)<br />
und I/O-Station<br />
der Baureihe<br />
Axioline F-I/O<br />
gemeinsam im<br />
Schaltschrank.<br />
Individuell für Sie!<br />
Sonderlösungen auf Anfrage<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022<br />
www.union-klischee.de<br />
33
AUTOMATISIERUNG » Schaltschrankbau<br />
Optional ist auch die schaltschranklose Feldinstallation möglich –<br />
hier mit Axioline E in der Maschine.<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
Mit Erweiterungsmodulen ausgestattete Steuerungseinheit PLCnext Control.<br />
Bild: Phoenix Contact<br />
INFO<br />
Weitere Informationen zu<br />
SPS- und I/O-Systemen von<br />
Phoenix Contact:<br />
hier.pro/67gPE<br />
• Zum einen sind Buskoppler und I/O-Module für<br />
die Nutzung unter extremen Bedingungen erhältlich.<br />
Die sogenannten XC-Varianten lassen<br />
sich in Anwendungen mit Umgebungstemperaturen<br />
von -40 bis 70 °C betreiben. Darüber hinaus<br />
erlauben bestimmte I/O-Module die Anbindung<br />
von HART-fähigen Geräten sowie Namur-<br />
Sensoren. Die Module stehen zusätzlich als<br />
eigensichere Variante zur Verfügung. Einige von<br />
ihnen können auch in der explosionsgefährdeten<br />
Zone 2 verbaut werden.<br />
• Auf der anderen Seite liegen für viele Module<br />
spezifische Zulassungen vor. Hervorzuheben sind<br />
hier Genehmigungen für den maritimen und prozesstechnischen<br />
Einsatz. Aufgrund dieser Zulassungen<br />
und des umfangreichen Portfolios lassen<br />
sich Axioline-F-Lösungen in nahezu jede Automatisierungslösung<br />
integrieren.<br />
Die Axioline Smart Elements<br />
Die Axioline Smart Elements zeichnen sich durch<br />
besondere Flexibilität und Modularität aus. Bei dieser<br />
Baureihe handelt es sich nicht um ein klassisches<br />
I/O-System, sondern um kompakte Module,<br />
die in einen entsprechenden Träger gesteckt werden.<br />
Als Modulträger wird eine sogenannte Backplane<br />
aus der Produktfamilie Axioline F verwendet,<br />
auf die sich vier oder sechs Smart Elements aufbringen<br />
lassen. Aus dieser Kombination ergibt sich<br />
eine variable und bedarfsorientierte<br />
I/O-Station. Als Trägermodul<br />
fungiert die Backplane als Lokalbusteilnehmer<br />
in einer Axioline-<br />
F-Station.<br />
Hohe Kanaldichte für<br />
kleine Schaltschränke<br />
In dieser Form stellen die Axioline<br />
Smart Elements eine Erweiterung<br />
der Baureihe Axioline F dar. Die Besonderheit: Neben<br />
der individuellen I/O-Konfiguration und einfachen<br />
Handhabung kann der Anwender kompakte<br />
I/O-Stationen mit hoher Kanaldichte umsetzen, wie<br />
sie kleine Schaltschränke an Maschinenteilen erfordern.<br />
Auf einer Breite von lediglich 100 mm lässt<br />
sich zum Beispiel eine Axioline-F-Station inklusive<br />
Buskoppler und Smart Elements aufbauen. Die Station<br />
könnte 32 digitale Eingänge, 16 digitale Ausgänge,<br />
vier analoge Eingänge, vier analoge Ausgänge<br />
sowie vier IO-Link-Ports umfassen.<br />
Interessant für den Serienmaschinenbau: Durch die<br />
Nutzung von Slot-Cover-Elementen lässt sich Platz<br />
für zukünftige I/O-Funktionen freihalten und später<br />
durch spezifische Axioline Smart Elements belegen.<br />
Der Anwender kann die I/O-Konfiguration somit bei<br />
gleichbleibender Stationsbreite an die Signalvielfalt<br />
eines Maschinenteils oder -typs anpassen.<br />
Axioline P für die Prozesstechnik<br />
Äußerlich ähnelt das I/O-System Axioline P der<br />
Baureihe Axioline F. Beide Lösungen unterscheiden<br />
sich jedoch teilweise in der Handhabung und Installation.<br />
So ist der Lokalbus von Axioline P anders<br />
konzipiert als derjenige von Axioline F: Bei Axioline<br />
P ermöglichen spezielle Bussockelmodule im Ethernet-basierten<br />
Lokalbus Hot-Swapping. Die Lokalbusmodule<br />
können also während des laufenden Betriebs<br />
getauscht werden, ohne dass die Station in<br />
Stopp wechseln muss. Als identisch erweist sich<br />
hingegen der Anschluss der Peripherie an die<br />
I/O-Module: Beide Systeme verfügen über abnehmbare<br />
Stecker mit Push-in-Anschlusstechnik. Bus -<br />
koppler für Profinet-Netzwerke unterstützen die<br />
Profinet-Systemredundanz S2 für eine ausfallsichere<br />
Kommunikation zwischen Steuerung und Buskoppler.<br />
www.phoenixcontact.com<br />
34 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
News « AUTOMATISIERUNG<br />
Augmented Reality von Rose macht Gehäuse und Panel PC erlebbar<br />
Neue Anwendung für mobile Endgeräte<br />
Die Produkte von Rose Systemtechnik<br />
kommen jetzt mit einer Augmented-Reality-Anwendung<br />
direkt in die Werkshallen<br />
der Kunden. Per Smartphone oder Tablet<br />
können Anwender live erleben, wie die<br />
Gehäuse und Panel PCs an ihren Maschinen<br />
aussehen würden. Die AR-Anwendung<br />
ist browserbasiert und funktioniert<br />
deshalb ohne zusätzliche App.<br />
Mit der AR-Anwendung bietet der Hersteller<br />
Maschinen- und Anlagenbauern<br />
die Möglichkeit, Gehäusesysteme und Panel<br />
PC virtuell an den eigenen Maschinen<br />
Bild: Rose Systemtechnik<br />
zu platzieren. Potenzielle Kunden können<br />
die Produkteigenschaften auf diese Weise<br />
schnell und direkt erfassen und sehen,<br />
wie sich die Gehäuse und HMI-Lösungen<br />
in die eigene Maschine einfügen.<br />
Die AR-Anwendung hat Cynapsis Interactive<br />
entwickelt. Für die Nutzung ist lediglich<br />
ein handelsübliches Smartphone<br />
oder Tablet erforderlich, mit dem ein QR-<br />
Code gescannt wird. Anschließend öffnet<br />
sich im Internet-Browser des Geräts ein<br />
Fenster: In ihm ist das ausgewählte Produkt<br />
in einer 3D-Ansicht vor dem jeweiligen<br />
realen Hintergrund zu sehen, den die<br />
Handy-Kamera in diesem Moment zeigt.<br />
www.rose-systemtechnik.com<br />
IT-Schranksystem von Panduit online konfigurieren<br />
Türen lassen sich selbst in Reihenaufstellung noch um 170° öffnen<br />
Bei der Entwicklung der neuen IT-Schranksysteme<br />
der Serie Flexfusion von Panduit standen<br />
Benutzerfreundlichkeit und Flexibiltät im Vordergrund.<br />
Deswegen lassen sich die neuen IT-<br />
Racks individuell konfigurieren und bleiben<br />
gleichzeitig maximal skalierbar etwa für laufende<br />
Erweiterungen im Rechenzentrum. Die<br />
statische Gewichtsbelastung beträgt fast 1,6 t;<br />
die dynamische mehr als 1,1 t.<br />
Die Schranktüren sorgen mit einer hohen Luftdurchlässigkeit<br />
von 80 % für optimale Kühlung<br />
bei hoher Effizienz. Hier überzeugt vor allem<br />
die Stabilität der hochperforierten Tür, die<br />
man für einen einfachen Schrankzugang<br />
selbst in Reihenaufstellung noch um 170°<br />
öffnen kann – freistehend sogar weit darüber<br />
hinaus. Die Schränke für Server-, Netzwerk-<br />
oder hybride Anwendungen erhält<br />
man in Abmessungen von 600, 700 oder<br />
800 mm Breite sowie 1.070 beziehungsweise<br />
1.200 mm Tiefe. Anwender wählen in drei<br />
HE-Schritten zwischen Höhen von 42 bis<br />
51 HE aus.<br />
www.panduit.com<br />
Bild: Panduit<br />
Anz_USL06_EX_cav und <strong>KEM</strong> 92 x 65 mm_2022<br />
ZwickRoell_AZ_Kabel_92x65_X3.pdf - Februar 21, 2022 x<br />
Lumistar Leuchte<br />
USL 06LED EX<br />
Umgebungstemperatur -20 bis + 50°C<br />
• Ideale Ex-Fahrzeugleuchte<br />
• 6500 K kaltweiß<br />
• Abstrahlwinkel: 12°,<br />
25°oder 38°<br />
• Schutzart:<br />
IP65 und IP67<br />
info@lumiglas.de<br />
Intelligent Testing<br />
Für Ihre sicheren Verbindungen<br />
www.zwickroell.com<br />
ProLine bis 100 kN<br />
Kabel, Stecker und Schalter müssen oft Jahrzehnte lang<br />
zuverlässig funktionieren. Die ProLine ist speziell für<br />
standardisierte Prüfungen an Materialien und Bauteilen<br />
konzipiert und dabei besonderes einfach zu bedienen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 35
TRENDS » Interview Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Intelligente Transportsysteme bieten mehr als individuellen Antrieb<br />
„Transportzeit ist<br />
IM ÜBERBLICK<br />
wertvolle Bearbeitungszeit“<br />
Track-Transportsysteme bieten<br />
bis zu 90 % Zeitersparnis bei<br />
Track-Transportsysteme ermöglichen kleine Losgrößen zu Preisen der Großserien -<br />
Bearbeitungsschritten, die<br />
fertigung. Dass sie auch bei größeren Stückzahlen durchaus von Vorteil sind, erläutert<br />
bei voller Transportgeschwindigkeit<br />
durchgeführt werden Ronny Guber, Experte für E-Mobilität bei der B&R Industrial Automation GmbH in Eggelsberg.<br />
Am Beispiel der Produktion von Batteriezellen für die Automobilindustrie zeigt er,<br />
können.<br />
dass die integrierte Automatisierungstechnik eine entscheidende Rolle spielt, weil die so<br />
mögliche Parallelisierung von Transport und Bearbeitung hohe Zeitgewinne bringt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Intelligente Track-<br />
Transportsysteme sind doch prädestiniert<br />
für die kundenindividuelle Fertigung<br />
zu den Bedingungen der Großserienproduktion.<br />
Warum eignen sich die<br />
Transportsysteme trotzdem besonders<br />
gut für die Batteriefertigung?<br />
Ronny Guber (B&R): Weil es gerade bei<br />
der Produktion von Batteriezellen auf die<br />
Automatisierung ankommt. Um die erforderliche<br />
Kapazität – also hohe Stückzahlen<br />
– und gleichzeitig Kosteneffizienz zu<br />
erreichen, muss der Stop-and-go-Verkehr<br />
zwischen den Bearbeitungsstationen eliminiert<br />
werden. Nur so lassen sich Zykluszeiten<br />
erreichen, die um einiges<br />
schneller sind als für herkömmliche Autoteile.<br />
Fabriken für Batteriezellen müssen<br />
kontinuierlich in Hochgeschwindigkeit<br />
produzieren – wir brauchen bildlich gesprochen<br />
keinen Stadtverkehr, sondern<br />
Autobahnen. Von besonderer Bedeutung<br />
sind deswegen intelligente Transportsysteme,<br />
mit denen sich die zu fertigenden<br />
Produkte durchgehend bewegen – und<br />
bei denen ein manuelles Eingreifen nicht<br />
mehr nötig ist. Von Vorteil ist, dass sich<br />
Bearbeitungsschritte bei voller Geschwindigkeit<br />
im laufenden Betrieb ausführen<br />
lassen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Bis hierhin spricht<br />
vieles für einen hohen Automatisierungsgrad<br />
– aber wäre der nicht klassisch<br />
auch ohne Transportsysteme zu<br />
erreichen?<br />
Guber: Die Variantenvielfalt der Produkte<br />
ist im Bereich der Batteriezellen durchaus<br />
weniger ausgeprägt als bei Konsumgütern.<br />
Entscheidend ist aber, dass die Batteriezellen<br />
dennoch zum Beispiel in den<br />
Abmessungen variieren – so gibt es etwa<br />
Rundzellen mit unterschiedlichen Höhen<br />
aber gleichem Durchmesser oder prismatische<br />
Zellen mit Variationen bei Länge,<br />
Breite und Höhe. Sicher wird es bei der<br />
Zellfertigung keine Losgröße 1 geben und<br />
selbst bei den reinen Batteriefertigern, die<br />
für mehrere Automobilfirmen arbeiten,<br />
wird es größere Fertigungslose geben.<br />
Dennoch wird eine automatische Formatumstellung<br />
Vorteile bringen. So kann ich<br />
mir etwa bei der Modul- und Packfertigung<br />
gut vorstellen, dass es kleine Losgrößen<br />
oder sogar die Losgröße 1 gibt.<br />
Hier müssen dann die passenden Zellen in<br />
der richtigen Menge zugeführt werden.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sie erwähnten eingangs<br />
die Bedeutung der Geschwindigkeit<br />
– Autobahn anstelle Stadtverkehr.<br />
Lässt sich der Zeitgewinn durch die<br />
Transportsysteme beziffern?<br />
Guber: Ja! Früher wurden beispielsweise<br />
Batteriezellen von einem Transportsystem<br />
ohne Puck auf ein anderes Transportsys-<br />
»Wir brauchen keinen Stadtverkehr,<br />
sondern Autobahnen – und mit<br />
intelligenten Transportsystemen<br />
lassen sich viele Bearbeitungsschritte<br />
bei voller Geschwindigkeit im<br />
laufenden Betrieb ausführen.«<br />
Bild: B&R<br />
Ronny Guber, Experte für<br />
E-Mobilität bei der B&R<br />
Industrial Automation<br />
GmbH in Eggelsberg<br />
36 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Bild: B&R<br />
Track-Transportsysteme ermöglichen die Realisierung adaptiver Maschinen – also von Maschinen,<br />
die sich auf verändernde Anforderungen einstellen können. Ihre Vorteile spielen sie auch bei<br />
Großserien aus.<br />
tem mit Puck übergeben. Dies erfolgte<br />
bereits automatisiert, allerdings dennoch<br />
langsam. Mit unserem generellen Einzelzell-Handling<br />
und der Bearbeitung auf<br />
dem Shuttle eliminieren wir nun immer<br />
wieder unnötige Handlingsprozesse und<br />
sparen dadurch wertvolle Zeit. So ist es<br />
nicht mehr erforderlich, die Zellen manuell<br />
von einem Transportsystem zum<br />
nächsten zu übergeben. Dieser Prozess<br />
dauerte für einen Satz von zehn Zellen<br />
bisher fast 60 Sekunden. Wenn man all<br />
diese Sekunden zusammenzählt und mit<br />
den Mengen multipliziert, über die wir<br />
hier sprechen, ist das ein absoluter Meilenstein<br />
in puncto Teile pro Minute. Aber<br />
auch im Hinblick auf die Produktionsdichte<br />
und die Maschinenverfügbarkeit.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Könnten Sie das<br />
etwas näher ausführen?<br />
Guber: Intelligente Track-Systeme ermöglichen<br />
es, den gesamten Produktionsfluss<br />
als ein großes Netzwerk zu gestalten,<br />
das aus vielen miteinander verbundenen<br />
Stationen besteht. So können Zykluszeiten<br />
optimal koordiniert und Bearbeitungsstationen<br />
reduziert werden. Puffer<br />
und Leerläufe, die nur unnötig Platz brauchen<br />
und keinen Mehrwert bringen, können<br />
ganz einfach eliminiert werden.<br />
NEU<br />
Wellenkupplungen<br />
Die 3 Track-Transportsysteme von B&R<br />
• Acopostrak:<br />
Die wesentlichen Merkmale sind hier die Transportgeschwindigkeit und die<br />
hohe Flexibilität bei der Topologie durch den Einsatz der elektronischen<br />
Weiche. Dieses Transportsystem kann in der Batteriezellen-Produktion große<br />
Rundzellen (pro Shuttle eine Zelle), prismatische Zellen (zwei Shuttles<br />
pro Zelle) oder Pouchzellen (zwei Shuttles pro Zelle) transportieren.<br />
• SuperTrak:<br />
Dieses System punktet mit Transportgeschwindigkeit, Positioniergenauigkeit<br />
und der hohen möglichen Nutzlast. Es eignet sich für prismatische<br />
Zellen und Pouchzellen (ein Shuttle pro Zelle).<br />
• Acopos 6D:<br />
Die freie Verfahrbarkeit in der Fläche ermöglicht bei diesem System eine<br />
hohe Flexibilität bei der Topologie, aber auch Positioniergenauigkeit und<br />
die mögliche Nutzlast zählen zu seinen Stärken. Es eignet sich ebenfalls<br />
für prismatische Zellen und Pouchzellen (ein Shuttle pro Zelle).<br />
Wellenkupplungen von Ganter über tragen<br />
Drehbewegungen und Drehmomente<br />
von Welle zu Welle.<br />
Dabei gleichen sie auch Toleranzen und<br />
mechanische Fehler aus, die ansonsten<br />
zu Schäden an Antriebs- oder Messkonfigurationen<br />
führen.<br />
Für fast jeden An wendungsbereich<br />
bietet Ganter eine passende Kupplungslösung<br />
an.<br />
Anwendungsbeispiele,<br />
CAD-Daten und<br />
Bestellung.<br />
Einfach QR-Code<br />
scannen.<br />
www.ganternorm.com
TRENDS » Interview Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Indem Sie langsame Verarbeitungsstationen<br />
parallelisieren, lässt sich die Produktivität<br />
steigern, ohne dass der Footprint in<br />
gleichem Maße wächst. Sollte eine Sta -<br />
tion defekt sein, werden die Teile im vernetzten<br />
Produktionsfluss einfach umgeleitet.<br />
Kleine Unterbrechungen haben daher<br />
keine so große Auswirkung auf die<br />
Gesamtanlageneffektivität wie in einer<br />
herkömmlichen Anlage.<br />
Eine wichtige Rolle spielt dabei die Synchronisierung<br />
von Transportsystem und<br />
Robotik, weil sich dadurch Bearbeitungsschritte<br />
auf dem Transportsystem ohne<br />
Stopp beziehungsweise bei höheren Geschwindigkeiten<br />
durchführen lassen. Das<br />
einfachste Beispiel ist hier das Beladen<br />
der Shuttles mit den Batteriezellen ohne<br />
Stopp. Darüber hinaus wird auch das Datenhandling<br />
in den Prozessstationen<br />
deutlich vereinfacht, da alle Informationen<br />
in der SPS verfügbar sind.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Rolle spielt<br />
neben der Einbindung der Robotik die<br />
ebenso mögliche Integration der Bildverarbeitung?<br />
Guber: Durch die enge Synchronisierung<br />
zwischen Transportsystem und Bildverarbeitung<br />
können die Verarbeitungszeiten<br />
der einzelnen Stationen noch weiter verkürzt<br />
werden. Damit sind wir in der Lage,<br />
Batteriezellen in 50 Millisekunden zu<br />
identifizieren, während sie mit vier Metern<br />
pro Sekunde vorbeiziehen. Dafür<br />
werden keine externen Auslöser, Lichter<br />
oder teure Kameras benötigt. Müsste man<br />
das Produkt dafür anhalten, würde das<br />
zwei volle Sekunden dauern. Für den<br />
Identifizierungsprozess ergibt sich damit<br />
eine Zeitersparnis von 97,5 Prozent. Auch<br />
viele andere Schritte der Batteriezellenproduktion,<br />
zum Beispiel wenn die Zellen<br />
verklebt werden, können bei voller Geschwindigkeit<br />
ausgeführt werden und erzielen<br />
so Zykluszeitverkürzungen von<br />
90 Prozent.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Lassen Sie uns einen<br />
Blick auf den Aufbau der Transportsysteme<br />
werfen – erfordert die hohe<br />
Flexibilität verbunden mit der Vielzahl<br />
der sich ergebenden Möglichkeiten<br />
nicht einen hohen Aufwand bei Planung<br />
und Inbetriebnahme der Anlage?<br />
Vorteile von Track-Transportsystemen<br />
• Höhere Produktivität:<br />
Hohe Transportgeschwindigkeit und Beschleunigung (Transport zwischen den<br />
Prozessen). Zudem können Prozesse durch die Synchronisierung auch ohne<br />
Stillstand durchgeführt werden und Prozessschritte wie beispielsweise das<br />
Sortieren und Wenden auch direkt vom Transportsystem übernommen werden.<br />
• Fehlertoleranz:<br />
Defekte Prozessstationen können umgangen und Leerstellen<br />
(verursacht durch N.i.O.-Teile) einfach aufgefüllt werden.<br />
• Reduktion der Maschinenstellfläche:<br />
Es ist deutlich weniger Puffer erforderlich und die Abstimmung der<br />
Prozessstationen zueinander kann optimiert werden.<br />
• Kurze Anlaufzeit:<br />
Die prozessorientierte Programmierung ermöglicht ein schnelles Anlaufen<br />
der Fertigung und kann trotz der höheren Komplexität durch die Topologiefreiheit<br />
viel einfacher erfolgen als bei konventionellen Systemen.<br />
• Weitreichende Simulationsmöglichkeiten:<br />
Wertschöpfungsketten lassen sich optimieren und Prozesse synchronisieren,<br />
zudem ist die Evaluierung und Auswertung der Performance möglich.<br />
Bild: B&R<br />
Acopostrak bietet eine elektronische Weiche ohne<br />
mechanisch bewegte Elemente – und zeichnet<br />
sich damit im Markt für Transportsysteme mit<br />
unabhängigen Shuttles aus.<br />
Guber: Wir sprechen hier über eine völlig<br />
neue Art der Batterieproduktion, bei der<br />
simulationsbasierte Entwicklungs-, Testund<br />
virtuelle Inbetriebnahmewerkzeuge<br />
eine entscheidende Rolle spielen. Diese<br />
Werkzeuge ermöglichen es, Layouts zu<br />
vergleichen und den Durchsatz im Vor -<br />
hinein zu berechnen – ganz ohne Hardware.<br />
Hier gilt: Je früher ich weiß, was<br />
mich erwartet, desto besser. So kann der<br />
Anwender das System ohne teure Verzögerungen<br />
und Neukonzeptionierungen<br />
rasch in Betrieb nehmen. Mit Blick auf<br />
den sogenannten digitalen Zwilling lassen<br />
sich dabei drei Phasen unterscheiden:<br />
• Visualisierung im<br />
frühen Designstadium:<br />
Bei der Planung einer neuen Batteriefertigung<br />
steht zunächst die Prozess -<br />
simulation im Vordergrund. In unseren<br />
Gesprächen mit den europäischen Batterieherstellern<br />
hat sich bisher gezeigt,<br />
dass hier ein hoher Beratungsbedarf<br />
besteht. Es wird dabei das generelle<br />
Layout der Fabrik und der Warenfluss<br />
geplant. Durch den Vergleich unterschiedlicher<br />
Ansätze kann man früh<br />
entscheiden, ob die klassische Verkettung<br />
der Maschinen als Fertigungslinie<br />
oder ein Produktionsnetzwerk optimale<br />
Ergebnisse in Bezug auf die eigenen<br />
Anforderungen bringt.<br />
• Auslegung und optimales Design:<br />
Der auf diese Weise entstandene digitale<br />
Zwilling lässt sich nun Schritt für<br />
Schritt detaillieren. Hier besteht die<br />
38 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Möglichkeit, die einzelnen Teile der<br />
Fertigungslinie mit dem gewählten Automatisierungssystem<br />
zu verknüpfen.<br />
Dadurch erhält man eine Animation<br />
zur Verifizierung des Maschinencodes.<br />
B&R pflegt hierzu eine intensive Partnerschaft<br />
und gute Anbindung an<br />
Drittanbietertools. Dadurch haben unsere<br />
Kunden eine breite Palette an<br />
Tools zur Auswahl, die unterschiedliche<br />
Ansprüche erfüllen. Der digitale Zwilling<br />
auf dieser Detailierungsebene ist<br />
ideal geeignet für die virtuelle Inbetriebnahme,<br />
Schulung des Personals,<br />
Tests für Weiterentwicklungen der Anlage<br />
sowie die Fehleranalyse. Da sich in<br />
einer Linie auch Maschinen unterschiedlicher<br />
Hersteller befinden können,<br />
ist es übrigens wichtig, ein Simulationstool<br />
mit den passenden Schnittstellen<br />
zu wählen.<br />
INFO<br />
Mehr zu Track-Transport -<br />
systemen von B&R:<br />
hier.pro/Bitoz<br />
• Software- und Funktionstests:<br />
Auf dieser Ebene folgt dann die Maschinensimulation.<br />
Hier werden in der<br />
Regel einzelne Maschinen oder Prozessstationen<br />
simuliert. So lassen sich<br />
physikalische Limits testen und einzelne<br />
Komponenten frühzeitig anpassen.<br />
Die Verbindung zwischen Simulationstool<br />
und Automatisierungssoftware<br />
und -hardware ist auf dieser Ebene<br />
sehr eng.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Werden diese<br />
Schritte heute bereits genutzt und was<br />
bedeutet das für die Software-Entwicklung?<br />
Guber: Es handelt sich hierbei um Szenarien,<br />
die schon heute umgesetzt werden.<br />
Wir haben bereits einige Kunden, die ihre<br />
Maschinen auf diese Weise entwickeln.<br />
Insgesamt handelt es sich meist um Unternehmen,<br />
die den Stellenwert von Software<br />
bereits verinnerlicht haben und<br />
einen sehr strukturierten Entwicklungsansatz<br />
verfolgen. Die zunächst notwendigen<br />
Investitionen rechnen sich in der Regel<br />
bereits nach kurzer Zeit.<br />
Wenn Sie heute eine effiziente Fabrik<br />
bauen und die Produktion so schnell wie<br />
möglich hochfahren wollen, brauchen Sie<br />
zudem mehrere Entwicklungsteams, die<br />
Hand in Hand arbeiten. Da ist es natürlich<br />
mit Blick auf die Software ein großer Vorteil,<br />
eine universelle Entwicklungsumgebung<br />
wie unser Automation Studio zu haben,<br />
die diese Art der Zusammenarbeit<br />
unterstützt. Sind Entwickler in der Lage,<br />
grundlegende Maschinenfunktionen mit<br />
sofort einsatzbereiten Softwarekompo-<br />
Bild: B&R<br />
Die Acopos-6D-Shuttles lassen sich als Achsen<br />
einsetzen und können so mit einem Werkstück<br />
CNC-Pfade abfahren, während das Bearbeitungswerkzeug<br />
starr angebracht ist.<br />
nenten einzurichten, haben sie mehr Zeit<br />
und Energie, um sich auf die Implementierung<br />
jener Prozesse zu konzentrieren,<br />
die für die Batterieproduktion einzigartig<br />
sind.<br />
(co)<br />
www.br-automation.com/de<br />
Das Multitalent<br />
SD4S - High-Speed-Frequenzumrichter<br />
oder hochdynamischer Servoverstärker<br />
Jetzt Produktvideo<br />
ansehen:<br />
UMFANGREICHE ANTRIEBSFUNKTIONEN<br />
KOMPAKT<br />
FLEXIBEL<br />
Kundenspezifische<br />
Lösungen möglich<br />
LEISTUNGSFÄHIG<br />
www.sieb-meyer.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 39
TITEL » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Die Roba-stop-M-Bremsen sind<br />
in geschlossener und dichter<br />
Ausführung auch in Schutzart IP<br />
66 verfügbar. Das kann für verschiedene<br />
AMR- Anwendungen<br />
wichtig sein.<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik/Konradin Mediengruppe<br />
Sicherheitsbremsen von Mayr für Fahrerlose Transportsysteme<br />
Teamfähiger<br />
Kollege gesucht<br />
In der modernen Intralogistik kommen heute verstärkt Fahrerlose Transportsysteme<br />
zum Einsatz. Sie müssen sich im Betrieb nicht nur als teamfähig erweisen und gerade<br />
im Zusammenspiel mit Personen immer zielgerichtet und rechtzeitig anhalten.<br />
Daneben stellen ihre kompakte Bauform und die bodennahen Fahrantriebe mit Batterie<br />
auch besondere Anforderungen an die Sicherheitsbremsen. Das Unternehmen<br />
Stork Drives aus dem schwedischen Solna setzt dabei auf Roba-stop- und Robastop-M-Bremsen<br />
von Mayr Antriebstechnik.<br />
40 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022<br />
Andreas Merz, Produktmanager, Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten
Stork Drives aus dem schwedischen<br />
Solna setzt bei seinen Antriebssystemen<br />
auf Roba-stop- und Roba-stop-<br />
M-Bremsen von Mayr Antriebstechnik.<br />
Bild: Stork Drives<br />
Wie Heinzelmännchen transportieren die kleinen<br />
Kollegen fleißig Kisten, Bauteile, Baugruppen<br />
oder gar schwere Europaletten mit Waren durch die<br />
Produktionshallen oder Logistikzentren – Fahrerlose<br />
Transportfahrzeuge (FTF) oder auch Automated Guided<br />
Vehicles (AGV) sind aus der modernen Intralogistik<br />
nicht mehr wegzudenken. Denn überall dort, wo<br />
standardisierte Transporte erfolgen, können Prozesse<br />
mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) – also dem<br />
Zusammenwirken mehrerer Fahrerlose Transportfahrzeuge<br />
über eine Leitsteuerung – automatisiert<br />
werden. Im Gegensatz zur fest installierten Fördertechnik<br />
brauchen sie wenig Platz und die Raumnutzung<br />
bleibt flexibel. Und die kleinen Helfer sind stark:<br />
zum Teil müssen die Roboter Ladungen von 1.000 kg<br />
oder mehr transportieren. Das stellt besondere Anforderungen<br />
an die Antriebe und die darin verbauten<br />
Bremsen, wie Patrik Spong von Stork Drives erklärt.<br />
sie immer zielgerichtet und rechtzeitig<br />
anhalten und dürfen keinen<br />
Schaden an Material<br />
oder gar Personen verursachen.“<br />
Und Spong ergänzt:<br />
„Auch bei einem<br />
Fehler im Motor oder im<br />
Kontrollsystem müssen<br />
die kollaborativen AMRs<br />
sofort stoppen.“ Daher sind<br />
zuverlässige und exakt arbeitende<br />
Sicherheitsbremsen unabdingbar<br />
– gerade auch deshalb, weil eben<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Das volle Potenzial ausschöpfen:<br />
Welche<br />
Anforderungen Sicherheitsbremsen<br />
für Fahrerlose<br />
Transportsysteme erfüllen<br />
müssen.<br />
kein Fahrer an Bord ist. „Dabei ist für uns auch entscheidend,<br />
dass das Drehmoment für die dynamische<br />
Notfallbremsung optimiert ist. Denn zu starkes<br />
Zuverlässige und exakt arbeitende<br />
Sicherheitsbremsen sind unabdingbar<br />
Das Unternehmen aus dem schwedischen Solna baut<br />
Antriebssysteme für AGV mit Fokus auf Autonomous<br />
Automated Moving Collaborative Robots, kurz AMRs,<br />
die ihre Aufgaben unabhängiger als herkömmliche<br />
AGVs erledigen können und keine oder nur wenig<br />
Einstellung in ihrem Arbeitsbereich benötigen. „Der<br />
Trend geht in diesem Bereich ganz stark in Richtung<br />
kollaborativer AMRs, die noch unabhängiger arbeiten<br />
können, weil sie in den Produktionshallen und Logistikzentren<br />
sicher zwischen Personen navigieren können.<br />
Sie werden automatisch und unabhängig gesteuert<br />
und können andere sich zufällig bewegende<br />
Objekte, wie eben beispielsweise Personen, wahrnehmen<br />
und darauf reagieren. Auf ihrem Weg durch die<br />
Fabrikhallen oder auch in Krankenhäusern müssen<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Die robusten Robastop-M-Motorbremsen<br />
von Mayr Antriebstechnik<br />
sind nicht nur kompakt,<br />
sondern gleichzeitig auch<br />
leistungsdicht und verschleißfest.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 41
TITEL » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Bremsen würde eventuell das Getriebe zerstören.<br />
Und die Räder erzeugen gegebenenfalls nicht mehr<br />
genug Reibung, um ein zu hohes Bremsmoment<br />
übertragen zu können, sondern gleiten dann eher –<br />
daher kommt es auf die Bremsen an.“ Abhängig ist<br />
das natürlich auch vom jeweils zu transportierenden<br />
Gewicht.<br />
Kompakte Sicherheitsbremsen<br />
mit hoher Leistungsdichte<br />
„Neben der Zuverlässigkeit ist für uns auch die Baulänge<br />
wichtig“, so Spong weiter. „Die Bremsen müssen<br />
kurz bauen, denn uns steht nur der Raum zwischen<br />
den Rädern zur Verfügung. Und dort müssen<br />
zwei Motoren, die je nach Anwendung auch größer<br />
ausfallen können, zwei Bremsen, zwei Getriebe, zwei<br />
Encoder, etc. Platz finden.“ Stork Drives setzt hier auf<br />
die Roba-stop- und Roba-stop-M-Bremsen Motor-<br />
Mehr Zuverlässigkeit,<br />
weniger Ausfallzeiten<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
Der Roba-brake-checker<br />
ermöglicht durch<br />
sensorloses, vernetztes<br />
Bremsenmonitoring<br />
auch eine effiziente<br />
und vorausschauende<br />
Wartung.<br />
In der neuesten Ausführung liefert das Modul Roba-brakechecker<br />
für verschiedene Batteriespannungen eine geregelte<br />
Ausgangsspannung und kann auch die Übererregungsspannung<br />
konstant halten. Dadurch wird nicht nur eine<br />
sehr gute Auslegung der Bremsen möglich, sondern mit<br />
dem Modul ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil<br />
zu versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher zu<br />
betreiben, also auch trotz abfallender oder veränderlicher<br />
Batteriespannung: auch wenn sich die Batterie entlädt, die<br />
Bremse wird trotzdem immer sicher geöffnet. Dadurch dass<br />
das Modul vom Schaltschrank aus, also in geschützter Umgebung,<br />
arbeitet, haben Staub und Schmutz im Bereich der<br />
bodennahen Antriebseinheiten der FTF keinen Einfluss auf<br />
die zuverlässige Funktion.<br />
»Auch bei einem Fehler im<br />
Motor oder im Kontrollsystem<br />
müssen die kollaborativen<br />
AMRs sofort stoppen.“<br />
Daher sind zuverlässige und<br />
exakt arbeitende<br />
Sicherheitsbremsen<br />
unabdingbar.«<br />
Patrik Spong<br />
bremsen von Mayr Antriebstechnik. Die Bremsen sind<br />
nicht nur kompakt, sondern gleichzeitig auch leistungsdicht<br />
und verschleißfest. Sie sind so ausgelegt,<br />
dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst<br />
viel Energie eingespart wird. Das ist wichtig, damit<br />
die batteriebetriebenen AGVs nicht so häufig geladen<br />
werden müssen. „Wir liefern meistens für geschlossene<br />
Antriebssysteme, daher ist für uns die<br />
Schutzart der Bremsen nicht vorrangig entscheidend.<br />
Aber die Roba-stop-M Bremsen sind in geschlossener<br />
und dichter Ausführung auch in Schutzart IP 66 verfügbar“,<br />
ergänzt Spong. „Das kann für andere AMR-<br />
Anwendungen wichtig sein.“<br />
Lautstärke sind Herausforderung<br />
für Sicherheitsbremsen<br />
„Was dagegen bei uns eine Rolle spielt ist die Geräuschentwicklung“,<br />
präzisiert Spong. Vielen unserer<br />
Kunden ist eine geringe Lautstärke wichtig. Daher ist<br />
bei uns eine spezielle Rotordämpfung in den Bremsen<br />
verbaut. Das funktioniert gut. Generell sind wir<br />
mit dem Service von Mayr Antriebstechnik sehr zufrieden.<br />
Das Unternehmen ist nicht zu groß, dafür<br />
aber eben flexibel und für seine Premiumprodukte<br />
bekannt. Das passt gut zu Stork Drives.“<br />
Sicherheitsbremsen stabil betreiben –<br />
auch wenn die Batteriespannung fällt<br />
Für die Ansteuerung und Überwachung der Sicherheitsbremsen<br />
bietet Mayr Antriebstechnik umfassendes<br />
elektrisches Zubehör. Dazu gehört zum Beispiel<br />
neben dem Roba-switch Gleichrichter auch das intelligente<br />
Modul Roba-brake-checker. In der neuesten<br />
Ausführung liefert es für verschiedene Batteriespannungen<br />
eine geregelte Ausgangsspannung und<br />
kann auch die Übererregungsspannung konstant halten.<br />
Dadurch wird nicht nur eine sehr gute Auslegung<br />
der Bremsen möglich. Sondern mit dem Modul<br />
42 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Die Bremsen von Mayr Antriebstechnik sind so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird.<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik<br />
ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil zu<br />
versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher<br />
zu betreiben, also auch trotz abfallender beziehungsweise<br />
veränderlicher Batteriespannung: auch wenn<br />
sich die Batterie entlädt, die Bremse wird trotzdem<br />
immer sicher geöffnet.<br />
(jg)<br />
Mayr Antriebstechnik<br />
bietet intelligente<br />
Bremslösungen für<br />
Fahrerlose Transportfahrzeuge.<br />
www.mayr.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Sicherheitsbremsen von<br />
Mayr Antriebstechnik:<br />
hier.pro/6eS8A<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik/Michael Paetow<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 43
TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Wellenkupplungen richtig auswählen – diese Kriterien sind wichtig<br />
Das Gesamtsystem im Blick<br />
Kriterien für die Auswahl Die Auswahl der perfekten Wellenkupplung ist vielleicht nicht das Erste, was bei der Entwicklung<br />
einer neuen technischen Lösung in den Sinn kommt. Dabei ist die effiziente<br />
von Wellenkupplungen in<br />
der <strong>Konstruktion</strong> und zuverlässige Verbindung zweier Wellen essenziell für die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems<br />
und zur Vermeidung kostspieliger Nacharbeit bei der Auslegung. Huco, eine Marke<br />
der Altra Industrial Motion Corporation, bietet eine umfassende Auswahl an Standard- und<br />
kundenspezifischen Kupplungen für fast alle Anwendungen an.<br />
David Lockett, Managing Director Huco, Hertford, England<br />
Bild: Huco<br />
Obwohl sie neben Elektromotoren, Getrieben,<br />
Schaltkupplungen und anderen<br />
Hauptkomponenten leicht übersehen<br />
wird, kann die Wellenkupplung großen Einfluss<br />
auf die Gesamtleistung des Antriebsstrangs<br />
haben. Sobald die zentralen Elemente<br />
des Antriebsstrangs feststehen, gilt<br />
es die Optionen für die Wellenkupplungen<br />
daraufhin zu prüfen, wie die jeweiligen<br />
Ausführungen die Leistung der Gesamtkonstruktion<br />
optimieren können. Angesichts<br />
knapper Terminpläne in der Entwicklung ist<br />
die Versuchung groß, einfach den am leichtesten<br />
verfügbaren Kupplungstyp zu wählen.<br />
Unter Umständen wird dabei am falschen<br />
Ende gespart, weil eine ungeeignete<br />
Wellenkupplung zu vorzeitigem Verschleiß<br />
von Bauteilen, schlechtem Wirkungsgrad,<br />
Schwingungen oder unzureichendem Drehmoment<br />
bei der Kupplung führen kann. In<br />
diesen Fällen wird ein kostspieliger und<br />
zeitaufwendiger Umbau nötig.<br />
Huco bietet seriengefertigte<br />
Kupplungen und kundenspezifische<br />
Lösungen für praktisch<br />
alle Anwendungen an.<br />
Ausgleich von Versatz<br />
Versatz ist die Abweichung zwischen der<br />
idealen und der tatsächlichen Position und<br />
Ausrichtung der beiden Wellen. Je nach Situation<br />
müssen Wellenkupplungen Winkel-,<br />
Axial- und Radialversatz ausgleichen.<br />
Versätze ergeben sich oft aus Fertigungstoleranzen,<br />
können im Betrieb aber auch<br />
durch unterschiedliche Temperaturen der<br />
Komponenten, Verschleiß, Vorspannungsverlust<br />
und Verformungen unter Last entstehen.<br />
Am besten lässt sich der Versatz<br />
zweier Wellen ermitteln, indem man das<br />
System bei Betriebstemperatur und im kalten<br />
Zustand vermisst. Auch eine Analyse<br />
der Toleranzen anderer Einzelelemente des<br />
Antriebsstrangs ist aufschlussreich. Nichtberücksichtigung<br />
des Versatzes kann den<br />
Verschleiß der beteiligten Komponenten,<br />
beispielsweise der Motorlager, erhöhen<br />
und die Lebensdauer der Wellenkupplung<br />
verkürzen. Je größer der Versatz, desto geringer<br />
sind in der Regel die Drehmomentkapazität<br />
und die Lebensdauer der Kupplung.<br />
Zudem verlangt der Ausgleich größerer<br />
Versätze in der Regel eine längere Wellenkupplung.<br />
Balgkupplungen mit einer<br />
größeren Anzahl an Bälgen können etwa<br />
größeren Winkelversatz aufnehmen. Radialversatz<br />
hat großen Einfluss auf die<br />
Länge der Wellenkupplung, da zwei Winkel<br />
ausgeglichen werden müssen, um die Wellen<br />
zu verbinden. Es gibt allerdings Bauweisen,<br />
für die diese Grundregeln nicht gelten.<br />
So lassen sich mit den Oldham- und<br />
UniLat-Kupplungen selbst größere Verlagerungen<br />
auf kleinstem Raum ausgleichen.<br />
Drehmoment verstehen<br />
Ein höheres Nenndrehmoment bedeutet in<br />
der Regel eine größere Kupplung, wobei<br />
selbstverständlich auch die Werkstoffe und<br />
die Bauweise eine Rolle spielen. Eine<br />
Balgkupplung aus Edelstahl bietet bei gleicher<br />
Größe eine höhere Drehmomentkapazität<br />
als eine Oldham-Kupplung. Das liegt<br />
daran, dass bei der Oldham-Bauweise eine<br />
Kunststoffscheibe im Inneren die Drehmomentkapazität<br />
begrenzt. Ein weiterer Aspekt<br />
ist die Art und Weise, wie das Drehmoment<br />
im Antriebsstrang anliegt. Das im<br />
Katalog angegebene Drehmoment einer<br />
Wellenkupplung basiert auf ihrer Leistung<br />
bei konstanter Drehzahl in einer Richtung.<br />
Kommen jedoch Beschleunigung, Verzögerung<br />
oder Drehrichtungswechsel hinzu,<br />
verringert sich die Drehmomentkapazität<br />
der Kupplung. Eine Wellenkupplung mit einem<br />
Nenndrehmoment von 10 Nm erreicht<br />
bei Beschleunigung und Verzögerung mit<br />
wechselnder Drehrichtung nur 3 bis 4 Nm.<br />
44 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Verdrehsteifigkeit<br />
wichtiges Kriterium<br />
Verdrehsteifigkeit ist der Widerstand, den<br />
die Kupplung einer Verdrehung um die<br />
Längsachse (Torsion) entgegensetzt. Eine<br />
hohe Verdrehsteifigkeit ist wichtig für Anwendungen,<br />
die eine hohe Signalintegrität<br />
oder Positioniergenauigkeit verlangen. Umgekehrt<br />
ist eine geringere Verdrehsteifigkeit<br />
wichtig, wenn größere Versätze auszugleichen<br />
sind oder eine Torsionsdämpfung<br />
bei Stoßbelastungen angestrebt wird. Wieder<br />
geht es also darum, die Anforderungen<br />
der Anwendung zu prüfen und den optimalen<br />
Kompromiss zwischen Präzision und<br />
Ausgleich von Fehlausrichtungen zu finden.<br />
Balgkupplungen zeichnen sich durch<br />
hohe Verdrehsteifigkeit aus und sind daher<br />
ideal für Präzisionsanwendungen. Dafür<br />
können sie nur in begrenztem Umfang Versätze<br />
ausgleichen. Doppelschlaufenkupplungen<br />
können hingegen auch größere Versätze<br />
ausgleichen, eignen sich aber aufgrund<br />
ihrer geringen Verdrehsteifigkeit weniger<br />
für Präzisionsanwendungen. Bei<br />
Kupplungen, auf die Reibungslasten einwirken<br />
spielt die Verdrehsteifigkeit eine<br />
untergeordnete Rolle, weil die Wellen nicht<br />
synchronisiert werden müssen. Bei Trägheitslasten<br />
ist die Verdrehsteifigkeit hingegen<br />
wichtig, denn sie verhindert, dass die<br />
angetriebene Komponente „hinterherhinkt“.<br />
Wenn sie unter Last nicht drehsteif ist,<br />
kann die Kupplung federn, das heißt, die<br />
Balkenkupplungen oder Beam-Kupplungen werden<br />
normalerweise aus einem Stück gefertigt und<br />
sind einzelne Komponenten, wodurch die Möglichkeit<br />
einer Trennung von Komponenten ausgeschlossen<br />
wird.<br />
Übertragung der Bewegung ist leicht verzögert.<br />
Für eine hohe Signalintegrität oder<br />
Positionsgenauigkeit ist dies unerwünscht.<br />
Platzbedarf berücksichtigen<br />
Wichtig ist es immer, dass für die Kupplung<br />
ausreichend Platz vorgesehen wird. Der<br />
Außendurchmesser der Kupplung beträgt<br />
in der Regel mindestens das Zweifache des<br />
Wellendurchmessers. Die Länge hängt dagegen<br />
von der Art und dem Ausmaß der<br />
Verlagerung ab, die ausgeglichen werden<br />
muss. Bei unserer Oldham-Kupplung entspricht<br />
die Länge in der Regel dem Dreifachen<br />
des Wellendurchmessers. Darüber hinaus<br />
hängt die Größe der Kupplung selbstverständlich<br />
auch von der erforderlichen<br />
Spitzendrehmomentkapazität ab. Um beispielsweise<br />
Wellen mit einem Durchmesser<br />
von 3 mm zu verbinden und einen Winkel-<br />
RS_Festgefahren_<strong>KEM</strong>_2022-S1 21.02.2022 15:47 Uhr Seite 1<br />
Bild: Huco<br />
Mit Oldham-Kupplungen von Huco lassen sich<br />
selbst größere Verlagerungen auf kleinstem Raum<br />
ausgleichen.<br />
versatz von 0,5° auszugleichen, bedarf es<br />
einer Kupplung von etwa 12,7 mm Länge.<br />
Das Verbinden zweier Wellen ist also nicht<br />
so trivial wie es auf den ersten Blick scheinen<br />
mag. Dank langjähriger Expertise kann<br />
Huco für praktisch jede Bauraum- und<br />
Leistungsaufgabe die optimale Lösung anbieten<br />
und die <strong>Konstruktion</strong>skriterien der<br />
jeweiligen Anwendung erfüllen. (jg)<br />
www.huco.com<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu den<br />
Kupplungen von Huco (engl.):<br />
hier.pro/7cGbd<br />
Bild: Huco<br />
Festgefahren in<br />
alter Technik?<br />
info@uhing.com<br />
Entdecken Sie<br />
neue Möglichkeiten<br />
www.aufglatterwelle.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 45
TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Zykloidgetriebe-Hersteller Nabtesco kooperiert mit Steuerungshersteller Keba<br />
Genauer geht nicht<br />
Kooperation zwischen dem<br />
Zykloidgetriebespezialisten Noch sind Werkzeugmaschinen die Tonangeber in Sachen Präzision. Doch diesen Spitzenplatz<br />
könnten ihnen Roboter in manchen Anwendungsgebieten bald streitig machen.<br />
Nabtesco und dem Experten<br />
für Robotersteuerungen<br />
Wie das funktionieren soll? Ganz einfach: Ambitionierte Ziele erfordern ungewöhnliche<br />
Keba führt zu hochgenauem<br />
Maßnahmen. Antworten liefert die Kooperation zwischen dem Zykloidgetriebespezialisten<br />
6-Achs-Roboter.<br />
Nabtesco und dem Experten für Robotersteuerungen Keba.<br />
Jennifer Hagmeyer, Expert Internal Sales & Marketing General Industries, Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf<br />
Die Zykloidgetriebe von Nabtesco gehören<br />
zu den leistungsstärksten<br />
Getrieben auf dem Markt. Insbesondere aus<br />
der Robotik ist die präzise und verdrehsteife<br />
Technik nicht mehr wegzudenken. Um<br />
den steigenden Kundenanforderungen gerecht<br />
zu werden, entwickeln die Präzisionsspezialisten<br />
ihre Technologien und Produkte<br />
kontinuierlich weiter. „In der Vergangenheit<br />
haben wir uns dabei ausschließlich auf<br />
das Getriebe konzentriert und mit großem<br />
Aufwand und teuren Fertigungsverfahren<br />
die Mechanik optimiert“, erzählt Daniel<br />
Obladen, Head of Sales General Industries<br />
bei der Nabtesco Precision Europe GmbH.<br />
„Doch das System Roboter besteht natürlich<br />
nicht nur aus dem Getriebe. Auch die<br />
anderen Komponenten wie Steuerung und<br />
Robotermechanik beziehungsweise deren<br />
Zusammenspiel tragen zur Präzision bei.“<br />
Dabei nimmt das Steuerungssystem eine<br />
Schlüsselrolle ein, denn bei sehr hohen Genauigkeitsanforderungen<br />
müssen Abweichungen<br />
vom Idealverhalten kompensiert<br />
werden.<br />
Im Falle der Getriebe blicken<br />
Steuerungshersteller jedoch<br />
auf eine Blackbox. Mit den im<br />
Datenblatt vermerkten Informationen<br />
sind letztendlich nur<br />
Pauschalwerte zugänglich. Die<br />
Düsseldorfer haben sich daher<br />
zu einem ungewöhnlichen<br />
Schritt entschlossen: Als erster<br />
Getriebehersteller in der Robotik<br />
kooperiert der Zykloidgetriebespezialist<br />
mit einem<br />
Steuerungshersteller. Dabei<br />
geht es um die gezielte Integration<br />
von getriebespezifischen<br />
Daten und Charakteristiken<br />
in die Robotersteuerung.<br />
Bei dem Steuerungshersteller<br />
handelt es sich um die Keba<br />
AG, einen österreichischen Automatisierungsexperten.<br />
„Dass<br />
Bild: Nabtesco Precision Europe<br />
Das Ziel der Kooperation<br />
von Nabtesco und Keba:<br />
Industrieroboter mit der<br />
höchsten am Markt<br />
verfügbaren Genauigkeit.<br />
Getriebeeffekte einen starken Einfluss auf<br />
die Bahngenauigkeit haben, ist kein Geheimnis“,<br />
so Harald Dumhart, Produktmanager<br />
bei Keba. „Schon lange arbeiten wir<br />
daher an Methoden, um genauigkeitsrelevante<br />
Getriebedaten in der Robotersteuerung<br />
zu berücksichtigen.“ Mit der Roboterlösung<br />
KeMotion bietet das Automatisierungsunternehmen<br />
ein gesamtes Steuerungssystem<br />
in Kombination mit HMI, Sicherheitstechnik,<br />
Antriebstechnik und Motoren<br />
aus einer Hand. Einziger Knackpunkt<br />
bisher: das Getriebe. „Die Ermittlung von<br />
exemplarspezifischen Parametern durch<br />
Messungen am Roboter ist sehr aufwendig<br />
und damit teuer. Auch stößt man teilweise<br />
an physikalische Grenzen“, so Christoph<br />
Mittermayer, Entwicklungsingenieur Robotik<br />
bei den Österreichern. „Originalmaterial<br />
vom Hersteller zu verwenden, ermöglicht<br />
nicht nur bisher unerreichbare Genauigkeit,<br />
sondern spart auch den Aufwand für die<br />
Parameterermittlung und reduziert somit<br />
die Gesamtkosten.“ Ziel der Kooperation ist<br />
es, Kunden die Herstellung von Robotern<br />
mit einer Punkt- beziehungsweise Bahngenauigkeit<br />
im Hundertstel-Millimeter-Bereich<br />
zu ermöglichen.<br />
Daten wichtiger Baustein von<br />
Industrie 4.0<br />
Modell- und exemplarspezifische Getriebedaten<br />
sind jedoch nicht nur für die Genauigkeit<br />
relevant, sondern auch ein wichtiger<br />
Baustein der Industrie 4.0. Eine Modellierung<br />
des Getriebeverhaltens kann auch in<br />
Bezug auf das Verhalten entlang des Life<br />
Cycle wesentliche Mehrwerte liefern. So ist<br />
Predictive Maintenance mithilfe von Condition<br />
Monitoring, durch eine Kombination<br />
46 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
von digitalen Getriebemodellen und entsprechenden<br />
Algorithmen in der Robotersteuerung<br />
der nächste Schritt. Schon in der<br />
Auslegung und Projektierung von Roboteranlagen<br />
können Lebensdaueraspekte mit<br />
einbezogen werden – sowohl durch optimierte<br />
Anordnung als auch durch Bahnadaption.<br />
Im nächsten Schritt arbeiten die<br />
beiden Unternehmen an der Auswertung<br />
von Messdaten zur Laufzeit, um den Getriebezustand<br />
permanent zu überwachen<br />
und dadurch sich ankündigende Ausfälle<br />
vorzeitig zu erkennen. Reale seriennummernbezogene<br />
Getriebedaten spielen auf<br />
dem Weg zur Echtzeitüberwachung von<br />
Robotern eine zentrale Rolle, denn sie ermöglichen<br />
eine individuelle Momentaufnahme<br />
der Roboterauslastung und damit<br />
eine Betrachtung der Restlebensdauer der<br />
einzelnen Getriebe. Das Ergebnis: ausfallsichere<br />
Zykloidgetriebe, hohe Effizienz und<br />
Zuverlässigkeit sowie planbare<br />
Wartungseinsätze. Um die einzelnen<br />
Roboterkomponenten sowie<br />
deren komplexes Zusammenspiel<br />
besser zu verstehen, wurde zum<br />
gegenseitigen Erfahrungs- und<br />
Wissensaustausch ein interdisziplinäres<br />
Team gebildet. Zusammenhänge<br />
verschiedener Optimierungsparameter<br />
wurden aufgeschlüsselt<br />
und es wird unter anderem gemeinsam<br />
eruiert, welche getriebespezifischen<br />
Merkmale den größten Einfluss auf<br />
die Genauigkeit haben. Im ersten Schritt<br />
geht es dabei darum, die Getriebedaten in<br />
die Steuerungssoftware zu integrieren. Parallel<br />
werden an einem 6-Achs-Roboter<br />
Genauigkeitsmessungen durchgeführt und<br />
im Anschluss die dominierenden Effekte<br />
analysiert sowie Kompensationsmethoden<br />
geplant. Als dritter Schritt wird der Nutzen<br />
der ausgewählten Strategien am Roboter<br />
validiert. Im Vergleich zu Sensorik bietet<br />
die softwarebasierte Lösung zahlreiche<br />
Vorteile, etwa Kostenreduktion und bessere<br />
Datenqualität. So herrscht auch bei Robotersystemen<br />
ein enormer Preisdruck. „Zusätzliche<br />
Sensorik wird nur dort akzeptiert,<br />
wo das Genauigkeitsziel nicht anders erreicht<br />
werden oder das Produkt die Mehrkosten<br />
rechtfertigen kann“, so Dumhart.<br />
Ein weiterer Punkt: Nicht alle Daten lassen<br />
sich mittels externer Sensoren erfassen.<br />
Das trifft beispielsweise auf die Steifigkeit<br />
zu – und die Erfahrungswerte aus der Entwicklung.<br />
„Bevor ein Getriebe auf den<br />
Markt kommt, führen wir umfangreiche<br />
Tests durch. Wir wissen genau, wie sich das<br />
Getriebe verhält, wenn es verschleißt oder<br />
welchen Einfluss Temperatur und Schmierstoff<br />
haben. All diese Parameter fließen in<br />
die Keba-Steuerung mit ein“, erklärt Obladen.<br />
Geplant sind zwei Abstufungen: ein<br />
Nabtesco-Add-on mit generalisierten Daten<br />
eines bestimmten Getriebemodells sowie<br />
ein zusätzliches Upgrade für eine noch<br />
höhere Genauigkeit mit den spezifischen<br />
Daten der im Endeffekt verbauten Getriebe.<br />
Roboter-Zykloidgetriebe: Aus<br />
der Vision wird Realität<br />
Pionierkunde ist die Autonox Robotics<br />
GmbH, ein Hersteller innovativer Robotermechaniken.<br />
Das baden-württembergische<br />
»Ziel der Kooperation<br />
zwischen Nabtesco und Keba sind<br />
Roboter mit einer Punkt- bzw. Bahn -<br />
genauigkeit im Hundertstel-<br />
Millimeter-Bereich.«<br />
Unternehmen konzentriert sich auf die pure<br />
Mechanik – ohne Motor, Steuerung und<br />
Software. Diese Kinematiken werden mit<br />
den passenden Adaptern für die gewünschten<br />
Servomotoren ausgeliefert und lassen<br />
sich mit allen gängigen Steuerungen betreiben.<br />
Das ermöglicht ein durchgängiges<br />
Steuerungskonzept von der einzelnen Automatisierungskomponente<br />
bis zum Roboter.<br />
Für das Vorhaben „Genauester Roboter<br />
der Welt“ wurde ein 6-Achs-Roboter der<br />
neuen Articc-Baureihe ausgewählt. Die Ke-<br />
Motion-Steuerung mit dem Nabtesco-Upgrade<br />
arbeitet aber genauso gut mit anderen<br />
Robotertypen und -herstellern zusammen.<br />
Aktuell lässt sich mit dem Add-on für<br />
die Robotersteuerung die Robotergenauigkeit<br />
um den Faktor 9 steigern.<br />
Maschinenlesbare Datensätze<br />
Derzeit befindet sich das Projekt in der<br />
Testphase. Erste Versuche und Genauigkeitsmessungen<br />
wurden gestartet. Jetzt<br />
Nabtesco und Keba gehören zu den Technologieführern<br />
in ihren Bereichen. Jetzt bündeln die beiden<br />
Robotikexperten ihre Expertise und Erfahrungen.<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zu<br />
den Roboter-Getrieben<br />
von Nabtesco:<br />
hier.pro/ysUAI<br />
Bild: Keba/Nabtesco Precision Europe<br />
gilt es, die Kompensationsmethoden im<br />
Hinblick auf eine Serienfertigung zu planen<br />
und den Nutzen sowie die Validität der Daten<br />
zu beurteilen. „Das Thema Genauigkeit<br />
hat seit jeher einen speziellen Stellenwert<br />
für uns“, so Dumhart: „Durch die<br />
Partnerschaft mit Nabtesco konnten<br />
wir unsere Modelle verbessern<br />
und haben außerdem Zugriff auf<br />
fertige, maschinenlesbare Getriebe-Datensätze,<br />
die direkt von der<br />
Keba-Steuerung verarbeitet werden<br />
können.“ Obladen fügt hinzu:<br />
„Ein wichtiges Stichwort in diesem<br />
Zusammenhang ist Hybridisierung,<br />
also die Kombination unterschiedlicher<br />
Technologien. Durch die Verschmelzung<br />
von Know-how sowie die Verknüpfung der<br />
Getriebe mit digitalen Dienstleitungen<br />
schaffen wir eine einzigartige Lösung, die<br />
in der Robotik ihresgleichen sucht.“ (jg)<br />
www.nabtesco.de<br />
www.keba.com/de<br />
www.autonox24.de/<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 47
TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Frequenzumrichter von Sieb & Meyer für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
Für die Zukunft gewappnet<br />
Die Entwicklung der neuen SD4x-Serie von Frequenzumrichtern für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
schreitet mit großen Schritten voran: 2022 wird Sieb & Meyer<br />
Frequenzumrichter-Serie für<br />
Hochgeschwindigkeits-<br />
Anwendungen. insgesamt neun SD4S-Baugrößen anbieten, die den aktuellen Leistungsbereich der<br />
SD2S-Baureihe abdecken beziehungsweise erweitern. Zudem werden die Möglichkeiten<br />
der SD4x-Logikplattform auch für die SD2M-Modelle zur Verfügung stehen, die sich<br />
bezüglich der Leistungselektronik auf dem neuesten Stand befinden.<br />
Torsten Blankenburg, CTO, Sieb & Meyer AG, Lüneburg<br />
Die SD4x-Geräte werden schrittweise die Frequenzumrichter der SD2x-Serie ablösen.<br />
Bild: Sieb & Meyer<br />
Die SD4x-Produktfamilie wurde von Grund auf komplett neu aufgesetzt.<br />
Bild: Sieb & Meyer<br />
Bereits 2021 hat Sieb & Meyer die ersten<br />
Geräte der SD4-Baureihe auf den<br />
Markt gebracht, 2022 folgen nun weitere<br />
Varianten. „Ziel ist es, dass die SD4x-Geräte<br />
schrittweise die Frequenzumrichter der<br />
SD2x-Serie ablösen“, erläutert Ralph Sawallisch,<br />
Key Account Manager Antriebselektronik<br />
bei den Norddeutschen. „Diesbezüglich<br />
sind wir nun auf einem guten Weg.<br />
Die SD4x-Produktfamilie wächst stetig.“<br />
Bis vor Kurzem lag der Fokus noch auf der<br />
Felderprobung der SD4x-Entwicklungsplattform.<br />
Die erste SD4S-Gerätevariante<br />
diente zunächst dem leistungsseitigen Lückenschluss<br />
im bestehenden Produktportfolio<br />
der Frequenzumrichter im unteren<br />
Leistungsbereich: Den Anfang machte eine<br />
Schaltschrank-Variante des SD4S mit 800<br />
W/1,6 kVA. Ende des zweiten Quartals<br />
2021 stand die nächste Baugröße mit<br />
1.600 W/3,2 kVA zur Verfügung. Diese Varianten<br />
stellen die Basis für den Betrieb<br />
von Hochgeschwindigkeitsspindeln beziehungsweise<br />
Motoren im Leistungsbereich<br />
von wenigen hundert Watt bis 1,6 kW dar.<br />
Umrichter SD4S und SD4M<br />
bereit für den Serienstart<br />
Somit werden die Ampeln für einen breiten<br />
Serienstart in Kürze von Gelb auf Grün<br />
springen: Denn nun treten funktionsseitig<br />
erprobte Nachfolgeprodukte für die SD2Sund<br />
SD2M-Serien an. Der SD4S wird in<br />
fünf Baugrößen der 230-V-Klasse zur Verfügung<br />
stehen, im ersten Halbjahr 2022<br />
kommen zusätzlich vier Baugrößen der<br />
400-V-Klasse auf den Markt. Insgesamt<br />
decken diese Geräte dann den aktuellen<br />
Leistungsbereich (1,4..55 kVA) der<br />
SD2S-Serie ab beziehungsweise erweitern<br />
diesen sogar nach unten und oben (0,8..66<br />
kVA). Gleichzeitig wird aus der Serie SD2M<br />
die Serie SD4M. Der Hersteller hatte erst<br />
vor Kurzem eine neue SD2M-Baugröße auf<br />
den Markt gebracht, die durch die Erhöhung<br />
der Ausgangsleistung beziehungsweise<br />
des Ausgangsstroms auf 470<br />
kVA/800 Aeff (bei 400 V) speziell im Bereich<br />
von Turboverdichtern und -kompressoren<br />
leistungsstärkere Systemlösungen<br />
möglich macht. „Bei diesem Gerät ist die<br />
Leistungselektronik auf dem neuesten<br />
Stand“, schildert Sawallisch. „Es ist alles so<br />
vorbereitet, dass man sie als neue Logikvariante<br />
in den SD4M transferieren kann. Somit<br />
wird die Umstellung relativ schnell<br />
machbar sein.“ Hauptvorteile für den Kunden<br />
werden vor allem die regelungstechnischen<br />
Verbesserungen sowie die Ethernetbasierten<br />
Bussysteme sein. Bestandskunden<br />
werden natürlich weiterhin den SD2M<br />
nutzen können – bei neuen Projekten fällt<br />
der Umstieg auf den SD4M jedoch leicht.<br />
48 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Die Frequenzumrichter-<br />
Produktfamilie SD4x<br />
Die Spezialgebiete von Sieb & Meyer sind<br />
Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />
sowie Servoverstärker<br />
für hochdynamische Bewegungsachsen. Auf<br />
Basis der neuen Entwicklungsplattform SD4x<br />
stellt das Unternehmen die neuen Produktfamilien<br />
SD4S und SD4M vor. Die Geräte unterstützen<br />
neue Schnittstellen und bieten<br />
eine Reihe von zusätzlichen Funktionen.<br />
Anwender werden von höheren Drehzahlen<br />
und einer deutlich verbesserten Performance<br />
profitieren.<br />
„Leistungsseitig muss nicht viel angepasst<br />
werden“, so Sawallisch. „Der Kunde muss<br />
nur logikseitig einen etwas anderen Stecker<br />
verwenden und einige Feinheiten beachten.“<br />
„Funktionell und regelungstechnisch bietet<br />
die neue Serie dem Anwender gegenüber<br />
der Vorgängerserie nochmalige Steigerungen,<br />
zum Beispiel die Erweiterung des<br />
Drehzahlbereiches der sensorlosen Vektor-<br />
Regelung auf bis zu 240.000 1/min“, so Sawallisch.<br />
„Erste positive Praxiserfahrungen<br />
mit geberlosen Synchronmotoren im Drehzahlbereich<br />
bis 180.000 1/min (3.000 Hz)<br />
konnten bereits gesammelt werden.“ Zum<br />
Vergleich: Bei der Vorgängerserie lag die<br />
Grenze für einen geberlosen Betrieb bei<br />
120.000 1/min (2.000 Hz). Zudem hat der<br />
Hersteller die bestehenden Antriebsfunktionen<br />
um eine Vektorregelung für Asynchronmotoren<br />
mit Geberrückführung ergänzt.<br />
Dadurch wurde das Einsatzspektrum<br />
der SD4x-Serie nochmals erweitert. Dank<br />
des Multi-Protokoll-Chips für die am<br />
Markt etablierten Ethernet-basierten<br />
Schnittstellen und hilfreichen Zusatzfunktionen<br />
wie eine Echtzeituhr sind die Geräte<br />
für die Zukunft gewappnet. Obwohl sie auf<br />
die zukunftsorientierten, rein digitalen<br />
Schnittstellen ausgerichtet sind, werden<br />
auch weiterhin analoge Schnittstellen für<br />
Drehzahlgeber wie Resolver und Sin/Cos<br />
1Vss mittels Optionsboard bereitgestellt.<br />
Das zentrale Element der SD4x-Produktfamilie<br />
ist aber die deutlich verbesserte Prozessorleistung:<br />
Der neue 32-Bit Prozessor<br />
ist bis zu fünfmal schneller und erlaubt somit<br />
eine höhere Auflösung und genauere<br />
Berechnungen. Zudem ist der Hersteller<br />
von einer Festkomma- auf eine Fließkomma-Arithmetik<br />
umgestiegen, was eine flexiblere<br />
Gestaltung erlaubt. Insgesamt lassen<br />
sich mit dem neuen Prozessor-System<br />
komplexere Aufgaben schneller abarbeiten.<br />
Eine um bis 1,8-fach schnellere Berechnung<br />
auf der Hardware-Seite ermöglicht<br />
ein neuer FPGA: Er erlaubt es, komplexere<br />
Regelaufgaben abzuarbeiten. Für den Kunden<br />
bedeutet das eine starke Steigerung<br />
der Performance. Höhere Schaltfrequenzen<br />
und eine verbesserte Regelgüte bei nochmals<br />
gesteigerten Drehzahlen bewirken<br />
Verbesserungen im Gesamtprozess.<br />
SD4x-Geräte können dank eines integrierten<br />
Lagereglers eigenständige hochgenaue<br />
Positionierungen durchführen. Unterstützt<br />
werden nun auch PWM-Schaltfrequenzen<br />
von 24 und 32 kHz. Für eine noch feinere<br />
Modulierung des sinusförmigen Signals ist<br />
eine Kommutierungswinkel-Steuerung für<br />
32, 48 und 64 kHz integriert. Die durch die<br />
PWM verursachte Verlustleistung kann auf<br />
ein Bruchteil minimiert werden. Die regelungstechnischen<br />
Verbesserungen bringen<br />
im Übrigen auch bei dynamischen Servo-<br />
Anwendungen Vorteile: Bauartbedingte<br />
Motoreinflüsse wie das Cogging werden<br />
minimiert. Zusätzlich hat der Hersteller die<br />
zur Verfügung stehende Prozessorperformance<br />
für neue Regelungsfunktionen genutzt.<br />
So ist es nun möglich, Synchronmotoren<br />
mit „vergrabenen“ Magneten, auch<br />
Interior Permanent Magnet Motor (IPM)<br />
genannt, optimal zu betreiben. Das bei diesen<br />
Motoren zusätzlich zur Verfügung stehende<br />
Reluktanzmoment wird dabei arbeitspunktunabhängig<br />
in Echtzeit optimiert.<br />
„Stand der Technik bei anderen Systemen<br />
ist eine statische Optimierung auf<br />
einen festen Arbeitspunkt“, erläutert Sawallisch.<br />
„So können die Möglichkeiten der<br />
Motoren in weiten Arbeitsbereichen jedoch<br />
nicht ausgenutzt werden.“<br />
Einfach parametrieren und<br />
diagnostizieren<br />
Ein Highlight ist zudem die neue Drivemaster4-Software.<br />
Sie ist die Schaltzentrale<br />
der Frequenzumrichter-Familie, die sowohl<br />
Aus SD2M wird SD4M –<br />
Bestandskunden werden<br />
jedoch auch weiterhin<br />
den SD2M nutzen können.<br />
eine initiale Parametrierung und Inbetriebnahme<br />
als auch Diagnose ermöglicht. Das<br />
integrierte Software-Tool Motor Analyzer<br />
erlaubt zudem aussagekräftige Simulationen<br />
des Betriebs von Frequenzumrichtern.<br />
So lässt sich nun eine FFT-Analyse des simulierten<br />
Ausgangsstroms durchführen.<br />
Die Ergebnisse zum Gesamtoberschwingungsgehalt<br />
THD (Total Harmonic Distortion)<br />
des Motorstroms (THDi) und der Motorspannung<br />
(THDu) ermöglichen dem Experten,<br />
die Motorerwärmung genauer abzuschätzen.<br />
Die Daten sind dabei auch<br />
Grundlage für die Realisierung eines digitalen<br />
Systemzwillings. Dies führt zu einer<br />
nennenswerten Risikominimierung und<br />
Kostenreduzierung im Entwicklungsprozess.<br />
„Wir freuen uns auf den breiten Serienstart<br />
von SD4S und SD4M“, so Sawallisch<br />
abschließend. „Somit können nun immer<br />
mehr Kunden von den zentralen Vorteilen<br />
der Produktfamilie profitieren. (jg)<br />
www.sieb-meyer.de<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zur<br />
Frequenzumrichter-Baureihe<br />
SD4 von Sieb & Meyer:<br />
hier.pro/1dIrc<br />
Bild: Sieb & Meyer<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 49
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Die Industriegetriebe der Generation<br />
X.e von SEW-Eurodrive sowie deren<br />
entsprechende Berechnungslandschaft<br />
ermöglichen das lastabhängige<br />
Berechnen und Einstellen des<br />
optimalen Montagespielwerts.<br />
Wälzlager-Lebensdauerberechnung nach ISO/TS16281<br />
Von der Lagerberechnung zum Mehrwert<br />
Wälzlager spielen als <strong>Konstruktion</strong>selement in Industriegetrieben eine zentrale Rolle: Sie übertragen rotative<br />
Bewegungen und leiten Kräfte weiter. Um ihre Lebensdauer möglichst genau zu bestimmen, nutzt SEW-Eurodrive<br />
unter anderem die Referenz-Lebensdauerberechnung nach ISO/TS16281. Neben der hohen Genauigkeit dieses<br />
Berechnungsverfahrens bildet es die Grundlage für konstruktive Getriebeoptimierungen wie dem individuellen<br />
Einstellen der Lagervorspannung.<br />
Christian Rüttling und Mark Zeller, SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
INFO<br />
Mehr Informationen zum<br />
Stirnradgetriebe/Kegelstirnradgetriebe<br />
der Generation<br />
X.e von SEW-Eurodrive:<br />
hier.pro/FK1VT<br />
Der Zeitraum beziehungsweise<br />
die Betriebsdauer, in dem<br />
ein Wälzlager die geforderte<br />
Funktion erfüllt, bevor es zu ersten<br />
Anzeichen von Materialermüdung<br />
an den Wälzlagerkomponenten<br />
kommt, wird als Lebensdauer<br />
bezeichnet. Das einfachste Verfahren<br />
zu ihrer Bestimmung ist die nominelle<br />
Lebensdauerberechung nach ISO281. Sie beschreibt<br />
die mit 90% Zuverlässigkeit erreichbare, rechnerische<br />
Lebensdauer für Wälzlager, die nach Stand der Technik<br />
gefertigt wurden und unter üblichen Betriebsbedingungen<br />
laufen. In die Berechnung gehen die dynamische<br />
Tragzahl C, die äquivalente dynamische Lagerbelastung<br />
P sowie der Lebensdauerexponent<br />
p ein. Sollen bei der Berechnung<br />
der Lagerlebensdauer<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Lebensdauerberechnung von<br />
Wälzlagern als Grundlage<br />
für konstruktive<br />
Getriebeoptimierungen<br />
noch weitere Einflüsse wie Werkstoffqualität,<br />
Lagerschmierung<br />
und Sauberkeit berücksichtigt<br />
werden, können die Ergebnisse<br />
mit der erweiterten Lebensdauer<br />
präzisiert werden. Beiden Berechnungen<br />
ist jedoch gemeinsam,<br />
dass Einflüsse wie die Lastverteilung<br />
innerhalb des Lagers sowie<br />
Lagerspiel und -verkippung nicht in<br />
das Rechenmodell einfließen.<br />
Berechnung der Lebensdauer<br />
nach ISO/TS16281<br />
Neben den händisch lösbaren Ansätzen<br />
dieser „Katalogmethoden“ wird in<br />
der ISO/TS16281 ein Verfahren beschrieben,<br />
mit dem sich die Lastverteilung sowohl innerhalb<br />
eines Lagers als auch entlang eines Wälzkörpers<br />
bestimmen lässt. Mit der sich so ergebenden nominellen<br />
Referenz-Lagerlebensdauer L 10rh können Aspekte<br />
wie Lagerspiel oder Verkippung von Innen- zu<br />
Außenring berücksichtigt werden. Zwar werden bei<br />
diesem Verfahren nach wie vor Tragzahlen und Lasten<br />
ins Verhältnis gesetzt, die Bestimmung der Last am<br />
Einzelkontakt ist allerdings das Ergebnis einer numerischen<br />
Lösungssuche, bei der Lagerverkippung und<br />
-einsenkung, Wellendurchbiegung, Gehäuseverformung<br />
und äußere Belastung in Einklang gebracht werden.<br />
Die Berechnung und die dazu benötigte Datengrundlage<br />
sind deutlich komplexer als bei den herkömmlichen<br />
Methoden. Durch die Berücksichtigung<br />
der realen Betriebsbedingungen sind die Rechenergebnisse<br />
jedoch sehr viel detaillierter.<br />
Das Vorspannen angestellter Kegelrollenlager – also<br />
das Reduzieren des Lagerspiels – erhöht die Steifigkeit<br />
50 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Antreiben - Steuern - Bewegen « TRENDS<br />
des Gesamtsystems und ermöglicht ein genaues Führen<br />
der Wellen. Sowohl die Wärmeentstehung im Lager<br />
als auch dessen rechnerische Lebensdauer hängen<br />
maßgeblich vom Spiel in der Lagerung ab, das sich unter<br />
Betriebsbedingungen einstellt. Bedingt durch Faktoren<br />
wie thermische Längenänderung oder elastische<br />
Verformung unterscheidet sich das bei der Montage<br />
eingestellte Spiel vom Betriebsspiel während der Anwendung.<br />
Der Zusammenhang zwischen Montageund<br />
Betriebsspiel kann umso besser beschrieben werden,<br />
je genauer man die einzelnen Einflussfaktoren<br />
kennt. Mit der Gesamtsystembetrachtung, die die Berechnung<br />
der nominellen Referenz-Lebensdauer L 10rh<br />
mit sich bringt, kann das Lagerspiel bei der Berechnung<br />
der Lagerlebensdauer berücksichtigt werden. Das<br />
bildet die Grundlage für ein individuelles bzw. anwendungsspezifisches<br />
Einstellen der Lagervorspannung,<br />
was letztendlich die Optimierung der Lagerlebensdauer<br />
ermöglicht. Die maximale Lebensdauer wird bei<br />
leichter Vorspannung im Betrieb erreicht (geringes negatives<br />
Betriebsspiel). Die Lebensdauerkurve ist für jedes<br />
Lager und jede Drehrichtung unterschiedlich. In<br />
Bezug auf die Lagerlebensdauer ergibt sich der optimale<br />
Montagespielwert als höchster Punkt der limitierenden<br />
Lebensdauerkurven aller Lager einer Welle.<br />
Ein Blick in die Praxis<br />
Für einen Blick in die Praxis kann ein Kegelstirnradgetriebe<br />
herangezogen werden. Die durch die Kegelradverzahnung<br />
hervorgerufenen radialen und axialen<br />
Kräfte werden üblicherweise von Kegelrollenlagern an<br />
der Tellerradwelle aufgenommen. Durch eine zu hohe<br />
Vorspannung der Wälzlager kommt es zu unnötig hohen<br />
Lastverlusten sowie dadurch bedingten Wärmequellen,<br />
die sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.<br />
Mit der Berechnung der Lagerlebensdauer nach<br />
ISO/TS16281 kann nun lastabhängig der Montage -<br />
spielwert und damit das Betriebsspiel optimal in Bezug<br />
auf die Lagerlebensdauer eingestellt werden. Die so<br />
berechnete Lagervorspannung wird bei SEW-Eurodrive<br />
an den jeweiligen Montagauftrag übergeben, sodass<br />
für jeden Antrieb das optimale Montagespiel eingestellt<br />
wird. Im Anwendungsfall verringern sich durch<br />
das dann passende Betriebsspiel die lokalen Temperatur-„Hotspots“,<br />
wodurch eine homogenere Temperaturverteilung<br />
im Getriebe erreicht wird. Neben einer<br />
längeren Lagerlebensdauer sinkt die Ölbadtemperatur<br />
und die Ölstandzeit erhöht sich. Mit der Reduzierung<br />
der Lagervorspannung sowie der Berechnung nach<br />
ISO/TS16281 erhöht sich die rechnerische Lagerlebensdauer<br />
im Schnitt auf das 2,5-fache. Daraus ergibt<br />
sich ein verlängertes Wartungsintervall für den Antrieb,<br />
was in einer höheren Standzeit resultiert.<br />
Stirn- und Kegelstirnradgetriebe der<br />
Generation X.e<br />
Die Industriegetriebe der Generation X.e von SEW-Eurodrive<br />
sowie deren entsprechende Berechnungslandschaft<br />
ermöglichen das lastabhängige Berechnen und<br />
Einstellen des optimalen Montagespielwerts. Neben<br />
der damit erreichbaren Steigerung der Lagerlebensdauer<br />
wurden auch thermische und akustische Aspekte<br />
des Getriebes überarbeitet. Das neue Lüfter- und<br />
Lüfterhaubenkonzept sowie ein reduzierter Ölstand erlauben<br />
die Anpassung der Getriebe an den Einsatzfall.<br />
Weitere bauteilseitige Optimierungen umfassen ein<br />
verbessertes Kegelritzelgehäuse, berührungslose Dichtungssysteme<br />
und eine neue Verzahnungstopologie.<br />
Die Kombination der umgesetzten Einzelmaßnahmen<br />
und die Berechnung durch vernetzte Softwaretools<br />
versetzten den Anwender in die Lage, ein exakt passendes<br />
Getriebe zu projektieren. Das Ergebnis ist<br />
größtmögliche Effizienz sowie mehr Sicherheit und<br />
Langlebigkeit, auch bei schwierigen Einsatzbedingungen.<br />
(jg)<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Qualitative Darstellung<br />
der Lastverteilung innerhalb<br />
des Wälzkörpers.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
Lagerlebensdauer in Abhängigkeit der Lagervorspannung.<br />
Bild: SEW-Eurodrive<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 51
TRENDS » Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
IM ÜBERBLICK<br />
Rotationsbremsen:<br />
Kleine Zutaten für mehr<br />
Sicherheit und Komfort<br />
an gläsernen Herdtüren<br />
Rotationsbremsen und technische Federn von ACE Stoßdämpfer an Klapptüren<br />
Gekonnte Mischung<br />
Die Wachtel GmbH setzt für das Öffnen und Schließen der gläsernen Klapptüren „Soft<br />
Close“, einer neuen Generation von Elektro-Etagenöfen für Bäckereien, neben technischen<br />
Federn auch Rotationsbremsen der ACE Stoßdämpfer GmbH ein. Die kleinen<br />
stromlos arbeitenden Maschinenelemente tragen damit in der innovativen <strong>Konstruktion</strong><br />
zu mehr Bedienkomfort und Sicherheit beim Handling für das Personal bei.<br />
Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf<br />
Im Ladenbackofen Piccolo Pro<br />
hat die Wachtel GmbH zahlreiche<br />
Innovationen integriert,<br />
wobei der Komfort beim Beund<br />
Entladen durch leises,<br />
gleichmäßiges Öffnen und<br />
Schließen der gläsernen Herdtüren<br />
abgerundet wird.<br />
INFO<br />
Details zu den<br />
Rotationsbremsen von<br />
ACE Stoßdämpfer:<br />
hier.pro/j6sSA<br />
Als Partner des professionellen Backhandwerks<br />
entwickelt und vertreibt die Wachtel GmbH aus<br />
Hilden im Rheinland vor allem Kälteanlagen, Belader<br />
und Bäckereiöfen. Seit Gründung des Unternehmens<br />
im Jahre 1923 setzen Firmenleitung und Konstrukteure<br />
auf Qualität „Made in Germany“. Die Produkte<br />
aus Hilden gehören dadurch in vielen Bäckereien aus<br />
aller Welt mit zur technischen Einrichtung. In der<br />
Branche steigt die Nachfrage nach Elektro-Etagenöfen,<br />
welche bei Wachtel aktuell bereits mehr als 60%<br />
der verkauften Einheiten an Ladenbacköfen im professionellen<br />
Bereich ausmacht. Die Geschäftsleitung<br />
erwartet, dass sich dieser Trend dank des aus regenerativen<br />
Energien gewonnenen Stroms weiter verstärkt.<br />
So wurde die neueste Generation der elektrisch<br />
betriebenen Etagenöfen des Unternehmens<br />
mit einem starken Fokus auf die Nachhaltigkeit entwickelt<br />
und zur Marktreife gebracht. Entsprechend<br />
Bild: Wachtel GmbH<br />
Eine wesentliche Rolle beim komfortableren Handling spielen<br />
Rotationsbremsen von ACE, die im Zusammenspiel mit technischen<br />
Federn für kontrollierte Ein- und Ausfahrbewegungen<br />
sorgen.<br />
ist es dem Unternehmen gelungen, bei dem Ladenbackofen<br />
Piccolo Pro zahlreiche Innovationen zu integrieren.<br />
Dazu gehören einerseits zum Patent angemeldete<br />
Technologien wie ein elektronischer Energiemanager,<br />
welcher die Auslastung optimiert und<br />
die Strom- und Wasserkosten anzeigt, sowie multizonales<br />
Backen. Bei dieser neuen Technologie gleichen<br />
vier Temperatursensoren und vier separat geregelte<br />
Heizzonen pro Herd die Stauhitze im hinteren<br />
Bereich des Herdes aus, was zu besonders gleichmäßigen<br />
Backergebnissen führt. Andererseits sorgt modernste<br />
Mess- und Regelungstechnik für stabile<br />
Temperaturverhältnisse sowie langlebige LEDs in<br />
Haube und Herd für zusätzlich hohe Energieeffizienz<br />
und ideale Ausleuchtung. Ein weiteres Beispiel für<br />
die gelungene Kombination aus Hightech und unkomplizierter<br />
Bedienung stellt der robuste, aus Edelstahl<br />
gefertigte Gärraum dar, der mit einer neuen,<br />
noch verlässlicheren Verdampfertechnologie ausgestattet<br />
ist. Die Steuerung des Piccolo Pro erfolgt bequem<br />
per direkt neben jedem Herdbereich angebrachten<br />
Touchscreens. Abgerundet wird der Komfort<br />
beim Be- und Entladen durch leises sowie sicheres<br />
Öffnen und Schließen der gläsernen Soft-Close-<br />
Herdtüren.<br />
Bild: Wachtel GmbH<br />
52 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Wachtel setzt stromlos arbeitende Tellerbremsen des<br />
Typs FDT-47 von ACE ein, die dank beidseitiger Wirkung<br />
direkt im Drehpunkt der Vierkantaufnahme mit<br />
einem Bremsmoment von 2,0 Nm arbeiten.<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
Bei den kontinuierlich drehenden Rotationsbremsen wird durch Scherung dünner Silikonschichten<br />
zwischen den Flächen eines Rotors und eines Stators eine Flüssigkeitsdämpfung erzeugt. Das<br />
Bremsmoment bestimmen die Viskosität des Fluids bzw. die Dimensionierung der Drosselspalte<br />
und der Bohrungen.<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
Rotationsbremsen werten<br />
<strong>Konstruktion</strong> auf<br />
Im Zuge der Neuentwicklung des Ladenbackofens<br />
verfolgten die Konstrukteure des Herstellers das Ziel,<br />
das Konzept der Hochwertigkeit und Nachhaltigkeit<br />
auch bei diesem für die Bedienung wichtigen Detail<br />
zu beachten und die Geschwindigkeitsregulierung zu<br />
optimieren. Diese wurde in der Vergangenheit zur<br />
Unterstützung der von Hand betätigten Bewegungen<br />
von einem Federmechanismus in den Klapptüren<br />
übernommen. Aufgrund guter Erfahrungen mit Maschinenelementen<br />
der ACE Stoßdämpfer GmbH und<br />
auch wegen der Nähe zu deren Standort im benachbarten<br />
Langenfeld schlossen sich die Techniker der<br />
beiden Unternehmen kurz. Als Unterstützung der<br />
weiterhin verwendeten Federn kommen für kontrollierte<br />
Bewegungen und sichere, dauerhafte Unterstützung<br />
der Muskelkraft bei vergleichbaren Anwendungen<br />
sowohl Industriegaszug- oder Gasdruckfedern<br />
als auch Rotationsbremsen aus dem Komponentenportfolio<br />
von ACE infrage. Neben der Zugkraft der<br />
Federn und dem Gewicht der Klappen war in diesem<br />
Fall vor allem die Umgebungstemperatur am Einsatzort<br />
zu klären.<br />
Rotationsbremsen mit flachem Design<br />
Es stellte sich nach Bemusterungen in der Testphase<br />
heraus, dass die Hightech-Öfen sehr energieeffizient<br />
arbeiten und zudem so gut isoliert sind, dass entsprechende<br />
Maschinenelemente aus beiden Produktfamilien<br />
geeignet sind. Dass man sich am Ende entschied,<br />
Rotationsbremsen des Typs FDT-47 zu verbauen,<br />
ist vor allem dem flachen Design der verwendeten,<br />
stromlos arbeitenden Tellerbremsen zu verdanken.<br />
Die mit einem robusten Stahlgehäuse versehenen<br />
und beidseitig wirkenden Maschinenelemente<br />
arbeiten direkt im Drehpunkt der Vierkantaufnahme.<br />
Somit können die aufgrund der unkomplizierten,<br />
platzsparenden Integration direkt an der Klappe un-<br />
tergebrachten wartungsfreien und einbaufertigen<br />
Komponenten ihre Vorteile in beiden Bewegungsund<br />
Bremsrichtungen voll ausspielen. Selbst nach<br />
50.000 Zyklen verfügen sie noch über mindestens<br />
80% des Bremsmoments von 2,0 Nm. Damit ist ein<br />
Austausch der Rotationsbremsen, die mit einem<br />
Durchmesser von 47 mm aufwarten, während der Lebensdauer<br />
der Backöfen selbst bei Hochbetrieb kaum<br />
nötig. Anderenfalls hätten die Dämpfungsspezialisten<br />
von ACE in den Produktionsstätten auch Elemente<br />
mit größeren Durchmessern und höheren Bremsleistungen<br />
vorrätig.<br />
Rotationsbremsen sorgen für harmonische<br />
Ein- und Ausfahrbewegungen<br />
In der Bäckereipraxis zeigt sich nach Markteinführung<br />
der neuen Elektro-Etagenöfen der Wachtel<br />
GmbH, dass die Klappen gleichmäßig und geregelt in<br />
die Endlagen fahren. Die Konstrukteure und Servicetechniker<br />
berichten von den positiven Rückmeldungen<br />
aus der Kundschaft, von der die für das Auge<br />
schöneren und harmonischeren Ein- und Ausfahrbewegungen<br />
der Klappen als angenehm empfunden<br />
wird und die neben den vielen anderen Innovationen<br />
am Piccolo Pro den gesteigerten Komfort beim Beund<br />
Entladen lobt.<br />
(jg)<br />
www.ace-ace.de<br />
ACE liefert Rotationsbremsen für so gut wie jede <strong>Konstruktion</strong>, auch in einstellbaren Varianten.<br />
Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 53
TRENDS » News Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Edelstahl-Gelenkkopf von Igus für höhere Belastungen<br />
Starker Kunststoff-Metall-Hybrid für hygienische Abläufe<br />
Gerade im Lebensmittelbereich gelten<br />
schmierfreie Kunststoff-Gelenklager als<br />
sichere und hygienische Alternative zu<br />
metallischen Lagerstellen, die häufig<br />
nachgeschmiert werden müssen. Igus<br />
stellt hier jetzt eine neue Variante für höhere<br />
Belastungen vor: die Igubal-Edelstahl-Gelenkköpfe<br />
mit Iglidur A160. Sie<br />
sind mit einem Edelstahl-Gehäuse, einem<br />
selbstschmierenden Polymer-Innenring<br />
und einer Kugelkalotte aus Edelstahl ausgestattet.<br />
In Iglidur A160 befindet sich<br />
ein Festschmierstoff, der sich im Laufe<br />
Bild: Igus<br />
der Zeit in mikroskopisch kleinen Mengen<br />
freisetzt. Er sorgt laut Anbieter für einen<br />
reibungsarmen Trockenlauf zwischen In-<br />
nenring und Edelstahlkalotte. Die<br />
Schmierfreiheit beschleunigt zudem die<br />
Reinigung der Gelenkköpfe. Denn ohne<br />
Schmierfett haben Schmutz und Staub<br />
kaum noch eine Chance sich abzulagern.<br />
Um die Lebensmittelsicherheit weiter zu<br />
erhöhen, ist Iglidur A160 in Blau ausgeführt.<br />
Eine Farbe, auf der sich Lebensmittelrückstände<br />
und Schimmelpilzsporen<br />
bei Reinigungskontrollen schnell erkennen<br />
lassen. Zudem ist die Farbe optisch<br />
detektierbar.<br />
www.igus.de<br />
Motor-Controller für AC-Servomotoren von SMC<br />
Große Auswahl an Feldbusprotokollen<br />
Bild: SMC Deutschland<br />
Mit der neuen Serie Lecsn-T liefert SMC für seine elektrischen Antriebsserien Ley, Lef und Lej eine<br />
neue Lösung: So unterstützt der Motor-Controller für AC-Servomotoren dank der Kommunikation<br />
über Netzwerkkarte eine große Auswahl an Feldbusprotokollen und sorgt dank Kompatibilität mit einem<br />
Absolut-Encoder für ein schnelles Wiederanfahren des Antriebs nach einem Spannungsabfall.<br />
Um einen Not-Stopp zu erwirken oder den unerwarteten Anlauf eines elektrischen Antriebs zu verhindern,<br />
ist der Motor-Controller mit der Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) ausgestattet und<br />
erfüllt damit die international gültige Norm EN/IEC 61800-5-2. Der Motor erhält damit von der Leistungsendstufe<br />
des Antriebs keine Energie und kann somit kein Drehmoment mehr erzeugen – das garantiert<br />
einen hohen Grad an Sicherheit im Produktionsbetrieb. Zugleich kann etwa im Falle der Abschaltung<br />
der Spannungsversorgung beispielsweise zu Wartungszwecken, aber auch nach einem<br />
Stromausfall oder einem Not-Aus zur Gefahrenabwehr der Betrieb direkt von der letzten Position aus<br />
fortgeführt werden.<br />
www.smc.de<br />
Drehgeber von Siko kombinieren präzise Positionsmessung mit einem kleinen Gehäuse<br />
Werte über analoge Schnittstellen ermitteln<br />
Die neuen absoluten Drehgeber AV3650M und AH3650M von<br />
Siko kombinieren eine präzise Positionsmessung mit einem besonders<br />
kleinen und widerstandsfähigen Gehäuse und stellen<br />
damit eine optimale Lösung für eine effiziente und kostenoptimierte<br />
Positionsmessung dar. Die absoluten Positionswerte werden<br />
hierbei über die integrierten analogen Schnittstellen ermittelt.<br />
Dem Anwender stehen eine Vielzahl von unterschiedlichen<br />
Varianten wie 0...10 V, 0…5 V sowie 4…20 mA zur Verfügung.<br />
Die beiden Drehgeber mit magnetischem Messprinzip besitzen<br />
ein auf der Energy Harvesting Technology basierendes Multiturnsystem,<br />
wodurch eine Messung der Umdrehungen ohne den<br />
Einsatz eines mechanischen Getriebes oder einer Batterie möglich<br />
ist. Dadurch sind die Sensoren nicht nur verschleiß- und<br />
wartungsfrei, sondern überzeugen auch durch den Wegfall<br />
zusätzlicher Kosten. Trotz der kompakten Bauart mit einem<br />
Außendurchmesser von nur 36 mm können die Drehgeber mehr<br />
als 65.000 Umdrehungen absolut und präzise erfassen.<br />
www.siko-global.com<br />
Bild: Siko<br />
54 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Höhl & Westhoff GmbH<br />
Tradition • Qualität • Sicherheit<br />
Bild: Enemac<br />
Metallbalgkupplung von Enemac<br />
Geringes Trägheitsmoment<br />
Enemac hat seine speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
ausgelegte<br />
Metallbalgkupplung EWS überarbeitet:<br />
Dank ihrer hohen Wuchtgüte und der<br />
rotationssymmetrischen Bauweise mit<br />
geringem Trägheitsmoment kann sie<br />
jetzt bei bis zu 57.000 min -1 eingesetzt<br />
werden. Sie ist weiterhin in sechs Baugrößen<br />
erhältlich, jetzt jedoch für einen<br />
höheren Drehmomentbereich von bis zu 700 Nm<br />
mit einem Bohrungsdurchmesser zwischen 5 und 60 mm. Eine<br />
speziell konstruierte konische Klemmringnabe wird als<br />
kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindung eingesetzt. Bei den<br />
angegebenen Anzugsmomenten wird der Konusring in einem<br />
Blockanschlag gegen die Konusnabe gezogen. Die anfängliche<br />
Spaltgröße wird somit auf Null reduziert, was ein Kippen<br />
oder Überlasten des Kegelrings verhindert. Das Antriebselement<br />
bietet einen optimalen spielfreien Einsatz im Temperaturbereich<br />
von -40 bis +200 °C.<br />
www.enemac.de<br />
Schutz für Mensch und Maschine<br />
Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />
• Faltenbälge<br />
• Gleitbahnschützer<br />
• Kastenbälge<br />
• Jalousien<br />
• Gummiformteile<br />
www.faltenbalg.net<br />
info@faltenbalg.net<br />
Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />
Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />
• Rollbandabdeckungen<br />
• Spiralfedern<br />
• Schürzen<br />
• Kompensatoren<br />
• Manschetten<br />
Bild: Dr. Fritz Faulhaber<br />
Zweiphasen-Schrittmotor von Faulhaber<br />
Für anspruchsvolle Anwendungen<br />
Der neue mehrpolige Zweiphasen-Schrittmotor AM3248 erreicht<br />
laut Anbieter Faulhaber mit maximal 10.000 min -1 die<br />
fünffache Drehzahl vergleichbarer Schrittmotoren. In Kombination<br />
mit einer Getriebeuntersetzung von 100:1 liefert er<br />
ein Drehmoment von 5 Nm. Der Motor macht 48 Schritte pro<br />
Umdrehung und bietet ein Haltemoment von 85 mNm. Vom<br />
ersten Schritt an startet er mit einer hohen Geschwindigkeit;<br />
sein niedriges Trägheitsmoment prädestiniert ihn für Anwendungen,<br />
die eine sehr schnelle Beschleunigung sowie schnelle<br />
Richtungswechsel voraussetzen. Der Motor kann mit einem<br />
Getriebe des Typs 32 GPT und außerdem mit einem magnetischen<br />
Encoder der Reihe IE3 kombiniert werden. Die Leistungswerte,<br />
die er erreicht, sind in seiner Größenklasse einzigartig<br />
auf dem Markt, so Faulhaber. Der Motor misst 32 mm<br />
im Durchmesser und eignet sich für anspruchsvolle Anwendungen<br />
in Bereichen<br />
wie beispielsweise<br />
Luft- und Raumfahrt,<br />
Laborautomation, Optik,<br />
Halbleiterindustrie,<br />
Robotik sowie<br />
3D-Druck.<br />
www.faulhaber.com<br />
Peter Welter GmbH & Co. KG<br />
Magnete<br />
verwirklichen Ideen<br />
Haftsysteme<br />
Verschlüsse<br />
Rotoren/Sensorik<br />
Peter Welter GmbH & Co. KG<br />
Beratung/Konzeption<br />
Sonderanfertigung<br />
Standardprogramm<br />
Nutzen Sie die Anziehungskraft<br />
von Magneten, als innovative<br />
Lösung in Ihrer Anwendung<br />
Fon: 02235/955210; Web: magnete-welter.de;<br />
E-Mail: info@magnete-welter.de<br />
Beratung auch per Videocalls<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 55
TRENDS » News Antreiben - Steuern - Bewegen<br />
Smarter Aktuator von Ewellix für raue Umgebungen<br />
Plug-and-Play-Lösung<br />
Für den Einsatz in landwirtschaftlichen Geräten, Baumaschinen,<br />
Arbeits- und Hebebühnen sowie in Utility Task Vehicles, Kehrmaschinen<br />
und Bussen stellt Ewellix die sensorbestückten und<br />
wartungsfreien Aktuatoren der CAHB-2xS-Serie vor. Die Plugand-Play-Lösung<br />
bietet nach eigenen Angaben eine verbesserte<br />
Steuerung und Kommunikation, genaue Positionssensoren, integrierte<br />
Fernüberwachung und -diagnose und eine lange Lebensdauer.<br />
Anwender profitieren von niedrigeren Kosten, einer kürzen<br />
Time-to-market und einer höheren Produktivität. Der Aktuator<br />
lässt sich ohne Starkstromregler an einen einfachen<br />
Schalter oder eine Steuereinheit anschließen. Durch die Verwen-<br />
dung des CAN-Bus lässt sich die Verdrahtung des Stellantriebs<br />
vereinfachen. Anwender können auch mehrere Aktuatoren synchronisieren,<br />
um parallele Bewegung bei voller Geschwindigkeit<br />
zu ermöglichen. Dazu ist keine zusätzliche Elektronik oder weiterer<br />
CAN-Bus erforderlich. Das senkt die Kosten.<br />
www.ewellix.com<br />
Bild: Ewellix<br />
Bürstenlose DC-Motoren und Treiber für 24 VDC von Oriental Motor<br />
Geeignet auch für vertikale Anwendungen<br />
Bild: Oriental Motor (Europa)<br />
Die BLH-Serie mit bürstenlosen DC-Motoren und Treiber für 24 V DC von Oriental Motor<br />
zeichnen sich durch ein gesteigertes Drehmoment aus und ermöglichen, die Beschleunigungs-<br />
und Abbremszeiten in der Anwendung zu verkürzen. Damit eignen sich die<br />
leichten und kompakten Antriebe für Bandantriebe oder fahrerlose Transportfahrzeuge<br />
(FTF). Die kompakten Motoren sind mit Stirnradgetriebe, Flachgetriebe oder ohne Getriebe<br />
mit Rundwelle erhältlich und mit Nennleistungen von 15, 30, 50 und 100 W verfügbar.<br />
Je nach Leistung liegt ihr Flanschmaß zwischen 42 und 90 mm. Dank ihrer optionalen<br />
elektromagnetischen Bremse (außer 15-W-Version) stellen sie eine ideale Antriebslösung<br />
für vertikale oder andere Anwendungen dar, bei denen bei einem eventuellen<br />
Stromausfall die Last durch die Bremse gehalten werden muss. Die Motoren<br />
zeichnen sich durch eine stabile Drehzahl aus, die auch bei Laständerungen oder Synchronbetrieb<br />
nur geringe Drehzahlabweichungen (±0,2 beziehungsweise ±0,5 % je<br />
nach Treiber) aufweist. Durch diese Eigenschaften verhelfen sie der jeweiligen Anwendung<br />
zu höheren Taktzahlen.<br />
www.orientalmotor.de<br />
Hochleistungs-Vierpunktlager von Rodriguez<br />
Für außergewöhnliche Anwendungen<br />
Kugeldrehverbindungen von Rodriguez<br />
bewähren sich in außergewöhnlichen Anwendungen:<br />
Bei der Sanierung eines<br />
Leuchtturmscheinwerfers fiel die Wahl<br />
auf ein Hochleistungs-Vierpunktlager. In<br />
der Bühnentechnik werden Rodriguez-<br />
Kugeldrehverbindungen verbaut – und<br />
nicht zuletzt in der ältesten Gin-Destillerie<br />
der Welt. Für die Lampe des Leuchtturms<br />
in Bressay wurde etwa eine Drehverbindung<br />
mit einem Außendurchmesser<br />
von 948 mm benötigt. Die Herausforde-<br />
rung lautete, die ursprüngliche Lampe zu<br />
ersetzen und trotz der „erschwerten“ Bedingungen<br />
– der drehende Teil der Lampe<br />
wiegt mehrere hundert Kilogramm – eine<br />
kontinuierliche, gleichmäßige Bewegung<br />
des Lichtes zu gewährleisten. Die Kugeldrehverbindung<br />
des Herstellers ist die<br />
ideale Lösung für diese Anwendung: Sie<br />
konnte in dem leicht gekrümmten Becken<br />
über dem Sockel montiert werden und<br />
sorgt für eine optimale Drehbewegung.<br />
www.rodriguez.de<br />
Bild: Rodriguez<br />
56 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
News « WERKSTOFFE & VERFAHREN<br />
Mehrkomponententechnologie von Trelleborg<br />
Elastomere mit anderen Werkstoffen kombinieren<br />
Im Kunststoffbereich gehören Mehrkomponententeile<br />
aus Duroplasten und Thermoplasten<br />
seit einiger Zeit zum Standard.<br />
Trelleborg Sealing Solutions ist es nun gelungen,<br />
solche Verbindungen auch für<br />
Elastomere zu realisieren. Neue Produktdesigns<br />
sind möglich. So lassen sich Thermoplaste<br />
und Elastomere mit einer notwendigen<br />
Festigkeit zu hochwertigen<br />
Dichtungslösungen kombinieren. Die Zusammensetzungen<br />
polymerer Werkstoffe<br />
sind meist geistiges Eigentum der Erzeuger<br />
und nicht ohne weiteres zugänglich.<br />
Daher fehlen gerade bei Elastomeren oft<br />
Informationen, die zur Sicherstellung einer<br />
dauerhaften Verbindung mit einem<br />
andersartigen Werkstoff nötig wären.<br />
Deshalb war es bisher kaum möglich,<br />
Thermoplaste und Elastomere mit der<br />
notwendigen Festigkeit zu vereinen. Im<br />
Multicomponent Development Center von<br />
Trelleborg wurde daher der Einfluss von<br />
Oberflächeneigenschaften und Materialverarbeitung<br />
auf den Haftverbund der<br />
Elastomere zu verschieden Kunststoffträgern<br />
untersucht. Das Ergebnis: ein Prozess,<br />
der ohne Vorbehandlung, Klebstoffe,<br />
Oberflächenvorbereitung oder sonstige<br />
Bild: Trelleborg Sealing Solutions<br />
Maßnahmen auskommt. Das zuverlässige<br />
Verfahren eignet sich auch für einen hohen<br />
Automatisierungsgrad mit visuellen<br />
oder funktionalen Qualitätskontrollen.<br />
www.trelleborg.com<br />
Igus erweitert Angebot an Iglidur-Halbzeugen um vier Werkstoffe<br />
Für Lebensmittel- und Verpackungsindustrie geeignet<br />
Bild: Igus<br />
Igus erweitert sein Angebot an Iglidur-Halbzeugen um vier Werkstoffe, darunter zwei<br />
für den Food-Bereich: das hitzebeständige Material Iglidur AC500 und der belastbare<br />
Werkstoff A250. Für die Fertigung von Sonderbuchsen, Rollen und anderen Gleitelementen,<br />
die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, hat Igus Iglidur AC500 entwickelt.<br />
Der FDA-konforme Hochtemperaturwerkstoff hält Temperaturen von bis zu 250 °C<br />
stand. Somit eignen sich Bauteile aus AC500 unter anderem für Gleitelemente in Backstraßen.<br />
Ebenfalls gutgeeignet für die Lebensmittel- und Verpackungsindustrie sind die<br />
neuen Rundstäbe Iglidur A250. Sie eignen sich unter anderem für die Herstellung sogenannter<br />
Messerkantenrollen, die in der Umlenkung von Förderbändern zum Einsatz<br />
kommen. Der Werkstoff verringert dank seines reibungsarmen, schmiermittelfreien<br />
Trockenlaufs die benötigte Antriebsleistung. Beide Materialien sind für den direkten<br />
Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen.<br />
www.igus.de<br />
1793053-2.PDF - Januar 5, 2022 x<br />
Thomapren®-EPDM/PP-<br />
Schläuche – FDA konform<br />
www.rct-online.de<br />
Elastischer Pumpen-, Pharma- und<br />
Förderschlauch für höchste Ansprüche<br />
• High-Tech-Elastomer EPDM/PP: Temperaturbeständig<br />
bis +135 °C, UV-beständig, chemikalienresistent,<br />
niedrige Gaspermeabilität<br />
• Für Schlauchquetschventile und Peristaltikpumpen: Bis zu<br />
30 mal höhere Standzeiten gegenüber anderen Schläuchen<br />
• Biokompatibel und sterilisierbar: Zulassungen nach FDA,<br />
USP Class VI, ISO 10993, EU 2003/11/EG<br />
Reichelt<br />
Chemietechnik<br />
GmbH + Co.<br />
Englerstraße 18<br />
D-69126 Heidelberg<br />
Tel. 0 62 21 31 25-0<br />
Fax 0 62 21 31 25-10<br />
rct@rct-online.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 57
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG, Verl 7<br />
Easyfairs GmbH Büro Stuttgart, Stuttgart 27<br />
Franke GmbH, Aalen 2<br />
Otto Ganter GmbH & Co. KG, Furtwangen 37<br />
Getriebebau NORD GmbH & Co. KG,<br />
Bargteheide 13<br />
Höhl & Westhoff GmbH, Wuppertal 55<br />
INNEO Solutions GmbH, Ellwangen 21<br />
Fritz Kübler GmbH, Villingen-Schwenningen 29<br />
LK-Mechanik und Blechverarbeitungs-GmbH,<br />
Heuchelheim 19<br />
maxon motor GmbH, München 60<br />
Mesago Messe Frankfurt GmbH, Stuttgart 17<br />
MICRO-EPSILON-MESS-<br />
TECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 3<br />
Neff Gewindetriebe GmbH, Weil im Schönbuch 5<br />
F.H. Papenmeier GmbH & Co. KG, Schwerte 35<br />
RCT Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.,<br />
Heidelberg 57<br />
VORSCHAU<br />
Bild: NSK<br />
3D-DRUCK/DIGITALISIERUNG<br />
Was im Privatbereich mit Plattformen wie<br />
Amazon oder Zalando seit vielen Jahren<br />
etabliert ist, fasst zunehmend in der Industrie<br />
Fuß: Online-Marktplätze. Im Umfeld des<br />
3D-Drucks bietet Protiq eine solche Lösung.<br />
Sieb & Meyer AG, Lüneburg 39<br />
STEGO – Elektrotechnik GmbH,<br />
Schwäbisch Hall 25<br />
Joachim Uhing GmbH & Co. KG, Flintbek 45<br />
UNION-KLISCHEE GmbH, Berlin 33<br />
Weidmüller GmbH & Co. KG, Detmold 9<br />
Peter Welter GmbH & Co. KG, Erftstadt 55<br />
ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ulm 35<br />
Einer Teilauflage dieser Ausgabe liegt<br />
ein Prospekt folgender Firma bei:<br />
Hoppe Unternehmensberatung,<br />
Heusenstamm<br />
Wir bitten unsere Leser um<br />
freundliche Beachtung.<br />
<strong>KEM</strong> PERSPEKTIVEN<br />
Features und Services rund<br />
um Condition Monitoring<br />
und Predictive Maintenance<br />
heben Entwicklungen in<br />
der Antriebstechnik auf<br />
ein neues Level, zeigen<br />
verschiedene Hersteller.<br />
MASCHINENELEMENTE<br />
Im Rahmen eines Fünf-Stufen-Programms<br />
bietet Kullen-Koti den Anwendern seiner<br />
Bürstensysteme eine Fülle an Serviceleistungen.<br />
Sie vereinfachen die Auswahl und<br />
berücksichtigen alle technischen Aspekte.<br />
ISSN 1612–7226<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag: Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co),<br />
Phone + 49 711 7594–417<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 711 7594–4653;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Carmelina Weber<br />
Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />
carmelina.weber@konradin.de<br />
Layout:<br />
Helga Nass, Phone +49 711 7594–278<br />
Laura Gehring, Phone +49 711 7594–237<br />
Gestaltungskonzept:<br />
Katrin Apel<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
(Verantwortlich für den Anzeigenteil:)<br />
Andreas Hugel,<br />
Phone +49 711 7594–472<br />
E-Mail: andreas.hugel@konradin.de<br />
Auftragsmanagement:<br />
Andrea Haab, Phone +49 711 7594–320<br />
E-Mail: andrea.haab@konradin.de<br />
Leserservice:<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
Phone +49 711 7252–209<br />
E-Mail: konradinversand@zenit-presse.de<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos<br />
nur an qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 84,90 € inkl. Versandkosten und MwSt.;<br />
Ausland: 84,90 € inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,49 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />
Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine<br />
Kündigungsfrist von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info<br />
USA: TD.A. Fox Advertising Sales, Inc.,<br />
Detlef Fox, 5 Penn Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001,<br />
Phone +1 212 8963881, Fax +1 212 6293988,<br />
detleffox@comcast.net<br />
Druck: Konradin Druck,<br />
Kohlhammerstraße 1–15,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen,<br />
Printed in Germany<br />
© 2022 by Konradin-Verlag<br />
Robert Kohlhammer GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 04/2022 erscheint am 19.04.2022<br />
EDA<br />
58 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022
Industrie<br />
Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />
Präsenzveranstaltung<br />
14.<br />
oder als Stream<br />
Experten aus der Branche<br />
Jetzt<br />
anmelden!<br />
präsentieren ihre<br />
Innovationen 2022<br />
07. April 2022<br />
09:00 bis 17:00 Uhr<br />
Kongresshalle | Böblingen<br />
Es erwarten Sie<br />
• Hybrid Event:<br />
Streaming der Vorträge auch ins Netz<br />
• Parallele Vortragssessions rund um die<br />
Themen:<br />
Werkzeugmaschinen und Software<br />
Werkzeuge und Maschinenelemente<br />
Robotik und Automation<br />
• Informative Begleitausstellung vor Ort<br />
• Verschiedene Workshops<br />
• Networking auf Augenhöhe<br />
Jetzt Teilnehmerticket sichern!<br />
Sie sind herzlich eingeladen! Melden Sie sich jetzt für die Veranstaltung an – wahlweise<br />
für den Live-Stream oder für die Vor-Ort-Veranstaltung. Die Plätze sind begrenzt.<br />
Tickets unter<br />
https://mav.industrie.de/mav-innovationsforum-2022/<br />
Bild: Ceratizit<br />
Unsere Partner 2022<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022 59
Die Wirtschaft braucht neue<br />
Motoren. Wir bauen sie.<br />
Würde die Wirtschaft durch Motoren angetrieben, wären diese von maxon. Denn unsere<br />
zuverlässigen und effizienten Antriebssysteme leisten auch in schwierigen Zeiten präzise<br />
Arbeit. In Kombination mit unseren Encodern und Motor Controllern überzeugen sie zudem<br />
durch eine hohe Intelligenz. www.maxongroup.de<br />
Precision Drive Systems<br />
60 <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> » 03 | 2022