Maschinenelemente

Elektrische Aktuatoren von IAI Industrieroboter

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Eine effiziente Montage- und Handhabungstechnik ist in vielen produzierenden Unternehmen eine Schlüsselkomponente, um dem wachsenden Kostendruck effektiv zu begegnen. Hierbei kommen verschiedene Aktuatoren zum Einsatz. Diese führen dann, in komplexen Produktionsanlagen installiert, Linear-, Rotations- oder auch Greifbewegungen aus.

Stefan Ziemba, Manager Sales & Marketing DACH, IAI Industrieroboter GmbH, Schwalbach am Taunus

Traditionell verwenden Unternehmen häufig pneumatische Aktuatoren. Nicht zuletzt auf Grund der geringen Investitionskosten sind diese in vielen Einkaufsabteilungen nach wie vor die bevorzugte Technologie. Die Erzeugung und Verteilung der notwendigen Druckluft geht jedoch mit hohen Verlusten einher. Selbstverständlich lassen sich durch intensive Optimierungsmaßnahmen auch Druckluftsysteme in ihrer Energieeffizienz noch verbessern. Dennoch sind hier technologische Grenzen schnell erreicht. In diesen Fällen bietet sich ein sogenanntes Substitutionsszenario an: Bei diesem werden die pneumatischen Positioniersysteme durch elektromechanische ersetzt.

Elektrische Aktuatoren lassen sich einfach mit programmierbaren Steuerungen integrieren. Sie erfordern zudem einen geringeren Wartungsaufwand. Die freie Programmierbarkeit ist gleichzeitig auch einer der entscheidenden technischen Vorteile. So kann man beliebig freie Positionen und Geschwindigkeiten programmieren. Weitere technische Vorteile sind die kaum vorhandene Geräuschemissionen sowie die frei programmierbaren dynamischen Geschwindigkeitsänderungen mit individuell festzulegenden Beschleunigungs- und Verzögerungszyklen. Selbst die spürbar höheren Anschaffungskosten amortisieren sich auf Grund der Energieeinsparung innerhalb kurzer Zeit.

Einer der führenden industriellen Hersteller derartiger elektrischer Aktuatoren ist das 1976 im japanischen Shizuoka gegründete Unternehmen IAI Industrieroboter. Seine jüngst vorgestellte neue Produktlinie der EleCylinder eignet sich vor allem für den einfachen Umstieg oder auch den Einstieg auf diese ressourcenschonende Antriebstechnik. Mit nur zwei Endpositionen bieten diese den gleichen Leistungsumfang wie auch die pneumatischen Aktuatoren. Mit den integrierten Steuerungen können sie aber wie alle elektrischen Aktuatoren vollkommen frei programmiert werden. Ähnlich wie bei Magnetventilen erfolgt ihre Steuerung nur durch Ein/Aus-Signale. Auch sanftes Anfahren oder Abbremsen sind mit den elektrischen Aktuatoren möglich.

Selbstverständlich verfügen auch die Aktuatoren dieser Serie, so wie alle neuen Produkte aus dem Hause IAI, über hochauflösende batterielose Absolutwert-Encoder. Dadurch kommen alle Vorteile dieser Technologie voll zum Tragen:

  • das Entfallen von Referenzfahrten
  • der Einsatz eines Home-Sensors
  • der ersatzlose Wegfall von Batteriewartungen
  • das problemlose Wiederanfahren nach einem Not-Aus
  • die hohe Wiederholgenauigkeit von +/- 0,05 mm für präzise Positionierungen

Zusammen mit der EleCylinder-Serie hat IAI ebenfalls sein neues Teaching-Pendant mit der Bezeichnung „TB-03“ vorgestellt. In Kombination mit der Serie kann dieses neue Teaching-Pendant nun auch drahtlos mit diesen elektrischen Aktuatoren kommunizieren. Dies hat für den Anwender unter anderem den Vorteil, auch bereits fest hinter Abdeckungen und unsichtbar von außen verbaute Aktuatoren jederzeit sehr leicht umprogrammieren zu können. Darüber hinaus kann man mit diesem neuen Teaching-Pendant, über eine herkömmliche Kabelverbindung, auch alle anderen elektrischen Aktuatoren aus dem Hause IAI programmieren.

Selbstverständlich muss eingeräumt werden, dass es auch in Zukunft nicht immer bei allen Anwendungen möglich sein wird, die pneumatisch angetriebenen Aktuatoren auszutauschen. Wo dies jedoch technisch umsetzbar ist, drängt sich in jedem Fall eine derartige Substitution durch elektromechanische Systeme auf. Die nachhaltige Energieeffizienz, die deutlichen Kosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus der Produktionsanlage sowie die technischen Vorteile in der Bewegungssteuerung sind die klaren Argumente für eine solche Substitution. Diverse wissenschaftliche Studien lieferten hierfür bereits den folgenden Nachweis: Eine derartige Substitution ist im Hinblick auf die wirtschaftlichen und ökologischen Einsparungen beim Energieverbrauch einer Optimierung von Druckluftsystemen klar vorzuziehen. So konnte hier in einzelnen Fällen ein Einsparpotenzial von bis zu 90 % belegt werden. eve

www.iai-gmbh.de

Details zu den EleCylindern:

hier.pro/73gM8


PLUS

Pneumatisch versus elektrisch

  • Der EleCylinder ermöglicht die separate Einstellung von Beschleunigung, Geschwindigkeit und Verzögerung in Prozent. Bei Pneumatikzylindern werden Strömungsventile zur Bewegungssteuerung eingesetzt, bei denen aber die Parameter BGV nicht einzeln eingestellt werden können.
  • Zum Einstellen der Start- und Endpositionen des elektrischen Aktuators kann der Sollwert mit den Vorlauf- und Rücklauftasten in kleinen Schritten von 0,01 mm auf dem Jog/Tipp-Bildschirm eingegeben und visuell überprüft werden. Pneumatikzylinder erfordern eine Positionseinstellung für Endanschlag, Umschalter oder Stoßdämpfer, sowie eine Überprüfung und Abstimmung der Positionen aller Automationskomponenten.
  • Pneumatikzylinder können auf Grund der Stöße, die am Hubende bei zu hoher Geschwindigkeit auftreten, nicht mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden. Der elektrische Aktuator kann bei hoher Geschwindigkeit weich anfahren und gedämpft anhalten. Auf diese Weise verringert sich
    die Zykluszeit.
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