Modular aufgebaute Gebersysteme von Schunk

Die schiere Größe eines Modulbaukastens ist das Eine. Die Kompatibilität der einzelnen Komponenten untereinander sowie innerhalb des übergeordneten Gesamtsystems das Andere. Bei Schunk nimmt man konsequent beides in den Blick. Über 4000 Komponenten zum Greifen, Drehen, linearen Bewegen, Ausgleichen, Durchführen, Wechseln, Überwachen und Messen umfasst das standardisierte Greifsystemprogramm schon heute. Das Ziel: alles soll mit allem kombinierbar und möglichst einfach nutzbar sein. Konstrukteure und Anwender sollen künftig von Applikation zu Applikation die jeweils die geeigneten Komponenten wählen können, ohne dass jedes Mal die komplette Peripherie geändert werden muss. Dazu braucht es eine hohe Kompatibilität sowohl bei den mechanischen und elektrischen Schnittstellen als auch bei den Reglerkonzepten. Vorreiter waren die servoelektrisch angetriebenen Pick-and-Place-Einheiten der Baureihe Schunk PPU-E. Diese lassen sich schon seit längerem über unterschiedliche Antriebsregler und damit unterschiedlichste Feldbusse ansteuern und besonders einfach in Anlagen integrieren.

Nun richtet das Unternehmen den Fokus seiner Plug-and-Work-Idee auf die Lineardirektachsen. Zwar war es auch bislang schon möglich, die LDx-Baureihe nicht nur mit Bosch Rexroth, sondern auch mit Siemens-Steuerungen einzusetzen. Hierfür war jedoch jedes Mal ein Siemens-Sensormodul erforderlich, das in den Drive-Cliq-Standard übersetzt. Maximal drei Meter nach der Achse musste dieses Modul bislang platziert werden. Was für sich genommen machbar scheint, konnte bei größeren Portalen schnell zur Herausforderung werden, erst recht, wenn zusätzlich auch noch Torque-Module oder andere Komponenten auf derartige Übersetzungseinheiten angewiesen waren.

Die Lösung, die Schunk im Laufe des Jahres 2016 auf den Markt bringen wird, ist so durchdacht wie einfach: Vergleichbar mit einem Adapter lassen sich die Kurzhubachse ELB und die Highspeed-Achsen der LDx-Reihe mit unterschiedlichen Gebermodulen ausstatten, die eine direkte Verdrahtung zum jeweiligen Antriebsregler ermöglichen. Ob Hiperface, Drive-Cliq, SSI oder 1Vss – immer kann der identische Achstyp eingesetzt werden. Lediglich das mit M12-Steckverbindern ausgestattete Gebermodul variiert. So kombiniert das Unternehmen sein breites Portfolio im Bereich direkt angetriebener Linearmodule nun mit der weltweit größten Vielfalt an Geberschnittstellen. Damit sind die Module zur Bosch- und Siemens-Welt ebenso kompatibel wie zu B&R, Beckhoff, Schneider Electric, Lenze oder allen anderen Herstellern.

Die Abmessungen der Gebergehäuse wurden so standardisiert, dass die Achsen stets den identischen Bauraum benötigen. Unabhängig von der Wahl des Gebersystems bleibt die eigentliche Konstruktion also unverändert. Lediglich das Gebermodul und das dazugehörige Kabel variieren. Zusätzlich wird der Drive-Cliq-Geber auch in einer PLd/SIL2-zertifizierten Ausführung angeboten. Über die Busschnittstellen Profinet IO, Ethernet/IP, Ethercat, Profibus und Sercos III, die über den Antriebsregler zur Verfügung gestellt werden, lassen sich sämtliche der LDx-Achsen und die ELB-Kurzhubachsen schnell und einfach in übergeordnete Anlagensteuerungen einbinden. Obwohl Schunk mit der Geberschnittstelle 1Vss auch weiterhin eine Lösung für die Regler zur Verfügung stellt, die ein inkrementelles Wegmesssystem erfordern, geht der Trend aus Sicht des Kompetenzführers für Spanntechnik und Greifsysteme zumindest in Europa und den USA klar in Richtung Absolutwertgeber. Gerade bei komplexen Achssystemen sei es mit inkrementeller Wegmessung sehr aufwendig, die Referenzierung so zu programmieren, dass es nicht zu einem Crash kommt. Achsen mit absoluter Wegmessung bieten in solchen Fällen auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten deutliche Vorteile. 

Die Idee der Simplifizierung stand auch bei der Entwicklung der ELP Pate. Erstmals ist es gelungen, ein ultrakompaktes Linearmodul mit wartungsarmem 24V-Lineardirektantrieb zu realisieren, dessen Inbetriebnahmeaufwand verschwindend gering ist. Antrieb, Steuerung und eine speziell entwickelte Auto-Learn-Technologie sind vollständig in das Modul integriert. Die Achse wird über Norm-Stecker (M8/M12) angeschlossen, die Endlage mechanisch mit einem Sechskantschlüssel eingestellt und die Ein- beziehungsweise Ausfahrgeschwindigkeit an zwei Drehschaltern reguliert. Eine LED-Anzeige signalisiert den Status des Learn-Vorgangs. In der Regel genügen zwischen zwei und fünf Hübe, bis die automatische Programmierung abgeschlossen ist. Um das Linearmodul einzusetzen, sind weder mechatronisches Know-how noch Platz im Schaltschrank erforderlich.

Dass Schunk bei dem Modul auf Kleinspannung setzt, hat gute Gründe. Die 24-V-Technologie ist ungefährlich für den menschlichen Körper und kann bei Bedarf sogar mobil per Akku betrieben werden. Das Modul fügt sich damit nahtlos in die Säule der alternativen Mechatronikmodule des Unternehmens ein, mit denen pneumatische Komponenten 1:1 ersetzt werden können. Erstmals ist es nun möglich, komplette Montagesysteme aus Linearachsen, Drehmodulen und Greifern durchgängig auf 24-V-Basis zu realisieren. Da die kompakten Achsmodule ohne hydraulische Stoßdämpfer auskommen, verringert sich auch der Wartungsaufwand auf nahezu Null. Zudem ist ausgeschlossen, dass bei defekten Dämpfern Schäden und lange Ausfallzeiten an der Anlage entstehen. Hingegen punkten die elektrischen Achsen mit einer langen Lebensdauer, geringen Betriebskosten sowie einer hohen Prozessstabilität. Da die Ansteuerung über digitale I/O erfolgt, ist die ELP-Baureihe mit fast allen Steuerungen kompatibel.