Beckhoff-Lösung für Losgröße-1-Fertigung

Transportsystem Xplanar fährt in die Fläche

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Steigende Produktindividualisierung und die zunehmende Forderung nach der Losgröße-1-Fertigung fordern flexible Transportlösungen für den Einsatz in Fertigungseinrichtungen. Neben dem linearen XTS bietet sich dafür nun auch das Xplanar in der Fläche an, wie Uwe Prüßmeier, Senior Product Manager Drive Technology bei Beckhoff Automation, im Gespräch mit KEM Konstruktion berichtet.

Fragen: Michael Corban, Chefredakteur, KEM Konstruktion

KEM Konstruktion: Herr Prüßmeier, warum kann das Xplanar dem Maschinenbau helfen, Forderungen wie die nach der Losgröße-1-Fertigung zu erfüllen?

Uwe Prüßmeier (Beckhoff Automation): Xplanar ermöglicht eine Bewegung auch in der zweiten Dimension und damit beispielsweise das problemlose, systemintegrierte Überholen beziehungsweise das Bufferbilden oder -umfahren in der Fläche. Damit lassen sich auf innovative Weise Transportprobleme innerhalb der Fertigungsanlagen lösen – gerade im Hinblick auf die steigende Produktindividualisierung und die zunehmende Forderung nach Losgröße-1-Fertigung. Von besonderem Vorteil ist zudem das Prinzip der schwebenden Planarmover, die sich naturgemäß berührungslos und damit geräuschlos und völlig verschleißfrei bewegen.

KEM Konstruktion: Können Sie kurz das Funktionsprinzip und den physikalischen Aufbau beschreiben?

Prüßmeier: Basis sind die – zu beliebigen und damit exakt anwendungsorientierten Flächen – anreihbaren 240 x 240 Millimeter großen Planarkacheln. Diese beinhalten die gesamte Elektronik und die Ethercat-G-Kommunikation. Darüber schweben die mit integrierten Permanentmagneten ausgestatteten Planarmover. Für die Platzierung der Magnete greifen wir auf die sogenannte Halbach-Anordnung zurück, da sie drei Vorteile bietet: Die magnetischen Feldlinien treten nur auf einer Seite aus, in unserem Fall auf der Unterseite des Movers. Damit ist die Oberseite frei von starken Magnetfeldern. Der zweite Vorteil liegt darin, dass die Feldstärke doppelt so groß wie die eines einfachen Magneten ist. Dies führt zu einem deutlich kompakteren Bauraum. Der dritte Vorteil ergibt sich aus dem zweiten – das Gewicht eines solchen Halbach-Arrays ist deutlich geringer als Standardmagnete gleicher Stärke. Damit steht für den Mover mehr Nutzlast zur Verfügung.

KEM Konstruktion: Wie lassen sich die hohen Anforderungen an die Steuerungstechnik erfüllen?

Prüßmeier: Für die Berechnung der Position, die richtigen Stromwerte und zur Vermeidung von Kollisionen wird eine gewisse Rechenleistung benötigt. Mit der Moverzahl und der Flächengröße verändert sich der Rechenbedarf. Die extrem hohe Leistungsfähigkeit der PC-basierten Steuerungstechnik von Beckhoff bietet die optimale Grundlage, um eine so datenintensive Anwendung wie Xplanar steuern zu können. Zudem steht hinsichtlich der Programmierung die gesamte Twincat-Toolbox mit Motion Control und PLC für die optimale Nutzung von Xplanar zur Verfügung. In der Software werden die Planarmover übrigens als einfache Servoachsen dargestellt – prinzipiell mit all ihren sechs Freiheitsgraden. Da aber in der Praxis nicht immer beziehungsweise nicht in allen Bereichen des Xplanar-Systems diese hohe Flexibilität eines 6-Achsers erforderlich ist, bietet Twincat die Möglichkeit, diese Komplexität zu reduzieren und jeden Mover als eindimensionale Achse zu behandeln, die optional – zum Beispiel beim Erreichen von Bearbeitungsstationen – die Möglichkeit für Bewegungen in weiteren Dimensionen wie Heben, Kippen und Drehen bietet.

KEM Konstruktion: Für welche Anwendungen eignet sich das System?

Prüßmeier: Xplanar eignet sich als hochflexibles Transportsystem im gesamten Maschinenbau, und hier insbesondere zur Automatisierung von Verpackungs-, Montage-, Sortier- und Kommissionierprozessen. Die freie Wahl der Oberflächen – leicht zu reinigendes Glas, Edelstahl im Hygienic Design oder Kunststofffolie – unterstützt zudem den Einsatz im Reinraum, in der Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie unter Vakuumbedingungen.

KEM Konstruktion: Ab wann wird das System am Markt erhältlich sein?

Prüßmeier: Xplanar ist in Form von definierten, einfach in Betrieb zu nehmenden Starterkits bereits erhältlich. Diese umfassen sechs oder zwölf auf einem Traggestell installierte Planarkacheln, vier Mover sowie einen kleinen Schaltschrank mit dem passenden Industrie-PC inklusive vorinstallierter Software und den erforderlichen elektrischen Komponenten. Damit erhält der Maschinenbauer die ideale – später auch für die reale Anwendung nutzbare – Grundlage, um Xplanar für sein Anwendungsumfeld zu testen.

KEM Konstruktion: Im Vergleich zu dem ebenfalls von Ihnen angeboteten linearen Transportsystem, dem Extended Transport System (XTS) – wann empfehlen Sie welches System?

Prüßmeier: Das Hauptunterscheidungsmerkmal ist, dass Xplanar ohne mechanische Führungsschiene für die Mover auskommt und somit die erwähnte höhere Flexibilität in der Bewegung bietet. Diese mechanische Zwangsführung ist aber gleichzeitig auch ein Vorteil von XTS. Denn verglichen mit der magnetischen Gegenkraft bei den Planarmovern ermöglicht eine Führungsschiene bei Kurvenfahrten eine deutlich höhere Dynamik – und gerade bei sehr engen Kurven auch mit Nutzlast eine höhere Geschwindigkeit. Dementsprechend gibt die jeweilige Anwendung vor, welches System sich am besten eignet. Xplanar und XTS ergänzen sich also ideal.

www.beckhoff.de

Weitere Details zu Xplanar und zu verfügbaren Starterkits:

hier.pro/bBfiq


Uwe Prüßmeier, Senior Product Manager Drive Technology, Beckhoff Automation, Verl
Bild: Beckhoff

„Auf äußerst innovative Weise bieten wir eine flexible Lösung für den Transport in Fertigungsanlagen – gerade im Hinblick auf die steigende Produktindividualisierung und die Losgröße-1-Fertigung.“


Bild: Konradin Mediengruppe
Bild: Konradin Mediengruppe

Info

Video-Tipp

Anlässlich der SPS IPC Drives 2018 war das Videoteam der KEM Konstruktion auch am Stand von Beckhoff und hat sich das Xplanar im Betrieb angesehen:

hier.pro/yqO6l



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