Flexibel wie ein Roboter, Schmutz und Späne völlig chancenlos, und günstig ist das Handhabungssystem aus drei Achsen auch noch – wenn es auf luftgelagerten Direktantrieben basiert. Auf diese Alternative zu Pneumatik und Servotechnik stellt Preh seine Montageanlagen jetzt um.
Von unserem Redaktionsmitglied Dr. Birgit Oppermann birgit.oppermann@konradin.de
„Baut mir die Anlage so schlecht wie möglich.“ So weit geht ein Kunde im Namen der Kostenreduktion schon mal, wenn er mit den Beratern der Preh Engineering GmbH in Bad Neustadt über die Konstruktion einer neuen Montageanlage verhandelt. Diesen Anspruch will sich Preh zwar nicht zur Maxime machen – dennoch drehen die Nordbayern mit standardisierten Achsen, die alle auf dem gleichen Antriebssprinzip basieren, an der Kostenschraube. Ausgerechnet für Linearmotoren haben sie sich dabei entschieden. Denn entgegen der landläufigen Meinung sind diese laut Vertriebsleiter Klaus Rüster sowohl für den Anwender als auch für den Anlagenbauer die günstigste Lösung und bringen eine Reihe von Vorteilen:
- Sie lassen sich beliebig programmieren und sind deshalb so flexibel wie ein Roboter, der mit Gelenken konstruiert ist. Die Bewegungen der Achsen können interpoliert werden. Das macht sie selbst beim Fahren komplexer Bahnen sehr schnell – und im Unterschied zu anderen Linearmotoren bieten die hier eingesetzen Produkte auch bei hohen Geschwindigkeiten eine große Laufruhe.
- Die Direktantriebe weisen weniger mechanische Bauteile auf als herkömmliche kartesische Systeme. Die Führung beispielsweise entfällt bei den luftgelagerten Motoren zumeist. So wird das Handling und damit die Montagezelle weniger anfällig für Verschleiß, da allenfalls die Energiezuführung oder Kabel ersetzt werden müssen.
- Das System ist auch ohne zusätzliche Bremse sicher. Ohne Strom strömt keine Luft zwischen Stator und Läufer des Motors. Durch die Magnetkräfte im Läufer ziehen sich beide vielmehr an – und die beweglichen Teile verharren auch in einer vertikalen Achse an ihrer Position.
- Späne aus Metall oder Glas, Fusseln oder Schmutz schaden dem System überhaupt nicht, da „nicht mal Staub“ in den 15 µm schmalen Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Stator kommen kann. Abdeckbänder oder Faltenbälge sind daher nicht erforderlich. Ohnehin sind keine Dauermagnete auf den Laufbahnen der Linearmotoren montiert, was die Anfälligkeit gegen metallischen Staub oder Späne weiter mindert.
- Eine Marktbetrachtung zu den Kosten hat nach Auskunft der Bad Neustädter ergeben, dass alles in allem die luftgelagerten Lineardirektantriebe sogar günstiger sind als bisherige Lösungen mit Servotechnik oder pneumatischen Mehrstellungssystemen – was sich vor allem dann auswirken wird, wenn die Achsen in größeren Stückzahlen bei Preh eingesetzt werden.
„Deshalb werden wir auch nicht nur die Handhabung in den Montagezellen auf die neue Antriebstechnik umstellen, sondern beispielsweise auch unsere Palettierer, die bisher mit servopneumatischen Achsen arbeiteten“, sagt Vertriebsleiter Rüster.
So will Preh die Kosten niedrig halten und auch weitere Anforderungen erfüllen, die immer mehr Anwender an Montageanlagen stellen. „Unsere Kunden erwarten von uns Zellen, mit denen sie beispielsweise jeden beliebigen Punkt im Raum anfahren können, um eine Schraubstelle zu erreichen, oder eine Klebe- oder Dichtraupe auf einer komplexen Kontur aufzutragen“, erläutert Rüster.
Flexibel genug sind die Linearmotoren dafür allemal. Doch der Montageanlagenhersteller muss auch bei der Organisation der eigenen Arbeit ansetzen. Der konsequente Wechsel zu einheitlichen Antrieben soll beispielsweise den Konstrukteuren bei Preh die Arbeit erleichtern. Sie sollen nur noch mit wenigen Typen von Achsen zu tun haben – auch wenn das Spektrum der Baugrößen möglicher Linearmotoren, die die Suhler Pasim Direktantriebe GmbH liefert, nahezu unbegrenzt ist. Um Übersicht zu schaffen, wird sich Preh aus dieser Palette einen spezifischen Baukasten mit Achsen in drei Größen zusammenstellen.
„Die Vielfalt haben wir früher schon bei den Aluminium-Profilen beschränkt, aus denen wir unsere Zellen aufbauen“, berichtet Rüster. Das habe sich jedoch nicht negativ auf die Vielfalt in der Konstruktion ausgewirkt.
Wie der Baukasten aussieht, werden auch die Suhler Experten beeinflussen. Sie versorgen die Konstrukteure bei Preh mit funktionsfähigen Subsystemen. „Für die Vertikalachse beispielsweise lässt sich ein kleinerer Motor verwenden, wenn ein Gewichtsausgleich vorgesehen wird“, sagt Pasim-Geschäftsführer Dr. Günter Dreifke. Der schmalere Motor spare nicht nur Platz, sondern mache das System wegen der geringeren bewegten Masse auch schneller.
Preh sieht sich mit dieser Technik auf Zukunftskurs. „Linearmotoren in der Handhabung werden schon bald keine Seltenheit mehr sein“, ist Vertriebsmann Rüster überzeugt. Schon die diesjährige Motek habe dies sehr deutlich gezeigt. Durchsetzen aber werde sich seiner Ansicht nach nur eine Lösung, die bei den Kosten deutlich niedriger liegt als bisher üblich.
Linearmotoren sind günstiger als Servos oder Pneumatik
Der Hersteller
Im Geschäftsbereich Engineering der Bad Neustädter Preh GmbH bauen rund 130 Mitarbeiter neben einfachen Montage- auch komplexe Fertigungsanlagen, die vorwiegend in der Automobilzulieferindustrie eingesetzt werden. Die Lösungen lassen sich nach Angaben des Anbieters leicht auf artverwandte Produkte umrüsten, da sie aus standardisierten Modulen aufgebaut sind.
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