1-Trak von Hepcomotion, Bild: Hepcomotion

1-Trak: Durch den Einsatz fortschrittlicher Materialien und Technologien können Systeme in beinahe jeder erdenklichen zweidimensionalen Form aus nur einem einzigen Stück Material entworfen werden. Bild: Hepcomotion

Werkzeugwechsel-Vorrichtungen für CNC-Maschinen ermöglichen den schnellen Transport von Werkzeugen in die Maschine und wieder aus ihr heraus. Als gängigste Varianten werden standardmäßig entweder Karusselle oder Ovalführungen eingesetzt. Als Walter Maschinenbau jedoch eine neue CNC-gesteuerte Helitronic-Werkzeugschleifmaschine entwickeln wollte, wurde ein System benötigt, das Schleifscheiben mit Durchmessern von zwölf oder 24 mal 254 Millimeter Größe miteinander verbinden und diese an einer Kreisbahn entlang bewegen kann, ohne dass diese miteinander kollidieren. Zuerst hörte sich dies nach keiner allzu großen Herausforderung an – das änderte sich jedoch schlagartig, als die zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse bekannt wurden.

Werkzeugwechsel, Bild: Hepcomotion
Werkzeugwechsel, Bild: Hepcomotion

Da es keine offensichtlich passende Lösung für dieses Problem gab, wandte sich Walter an Hepcomotion, einen Experten für lineare Bewegungstechnik, um herauszufinden, ob ein Standard PRT2-Ovalführungssstem in den verfügbaren Raum passen würde. Die Lösung für das Problem schien bereits gefunden; es gestaltete sich jedoch extrem schwierig, eine Kollision der Scheiben zu verhindern, während diese um die gebogenen Schienenabschnitte geführt wurden. Die offensichtliche Lösung, das System einfach zu verlängern, war auf Grund der eingeschränkten Platzverhältnisse keine Option. Hinzu kam außerdem, dass das Kontrollsystem in der Lage sein musste, jede Scheibe innerhalb des Systems bei Bedarf an eine vorgegebene Position zu bewegen, und dies mit einer Positioniergenaugkeit von 0,050 Millimetern.
Die Lösung

Nachdem die Grundanforderungen mit Hepcomotions Ingenieuren besprochen wurden, sah es danach aus, als wäre das 1-Trak-System die passende Lösung, da hiermit Schienensysteme in jeder erdenklichen zweidimensionalen Form entworfen werden können. Während PRT2-Führungssysteme über Standard-Endsegmente desselben Durchmessers verfügen, die durch Schienengeraden verbunden sind, kann mit 1-Trak genau die vom Kunden gewünschte Form realisiert werden.

Um das System in die vorhandenen Platzverhältnisse einzupassen und gleichzeitig eine Kollision der die Schleifscheiben zu verhindern, waren etliche Stunden für den Entwurf der benötigten Kreisbahn mit Hilfe der unternehmenseigenen CAD-Software erforderlich. Die endgültige Form der Systeme mit zwölf oder 24 Laufwagen wich voneinander ab, da für beide Varianten in der Länge dieselben Platzbeschränkungen herrschten. Für die Option mit 24 Wagen war zusätzlich vertikaler Raum verfügbar, der für die finale C-Form des Systems genutzt wurde.

1-Trak im Einsatz (Video: Hepcomotion)

Weitergedacht

1-Trak mit XTS, Bild: Hepcomotion
1-Trak von Hepcomotion und XTS von Beckhoff in einem System vereint. Bild: Hepcomotion

Gelungene Kooperation: Hepcomotion 1-Trak und Beckhoff XTS

Viele Anwender sind mit dem Problem konfrontiert, die Produktion mit konventionellen mechanischen Maschinen zu steigern, ohne dass dabei die Ausfallsicherheit beeinträchtigt wird. Selbst wenn diese verbessert werden kann, sind mechanische Vorrichtungen allein oft nicht in der Lage, die Anforderungen einer gesteigerten Produktionsleistung zu bewältigen. Dies wird besonders in der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie deutlich: Hier müssen individuelle Produkte bei hohen Geschwindigkeiten verarbeitet oder zur Befüllung bereitgestellt werden. Eine Lösung bietet die Kombination des Beckhoff XTS linearen Transportsystems mit dem präzisen Führungssystem von Hepcomotion. Das Antriebssystem von Beckhoff besteht aus modularen Linearmotoren mit integrierter Leistungselektronik und Wegerfassung bei typischerweise bis zu 40 kabellosen Movern auf einem System. Die Systemlänge und -form kann je nach Anwendung individuell angepasst werden. Die Bewegung jedes Movers ist einzeln steuerbar, wodurch für Anwender fliegende Produktwechsel und kleine Losgrößen schnell möglich werden. Eine mechanische Neukonfiguration ist überflüssig, da XTS teure mechanische Vorrichtungen durch flexible Softwarelösungen ersetzt. Die Linearführungssysteme unterstützen und führen die Mover.

Hierdurch eröffnen sich für das XTS ganz neue Anwendungsmöglichkeiten – nun sind komplexe Bewegungsprofile mit hohen Geschwindigkeiten möglich. All dies wird erreicht, ohne die Positioniergenauigkeit während der Maschinenlebensdauer zu beeinträchtigen. Egal, ob eine neue Maschine entworfen oder eine bestehende ersetzt wird – XTS kann passend für die verfügbaren Platzverhältnisse konfiguriert werden. Die üblicherweise 180-Grad-Kurvensegmente für die Motormodule werden durch zusätzliche Varianten mit 22,5 Grad ergänzt, wodurch Innen- und Außenkurven, Rechtecksysteme sowie Vollkreise konstruiert werden können. Der Vorteil bei einer Kombination mit 1-Trak: Das patentierte Führungssystem kann in jeder erdenklichen zweidimensionalen Form konfiguriert werden und stellt so eine sehr gute Ergänzung zum XTS-System dar.