Die Herausforderungen und Probleme, vor denen die Welt steht, werden immer komplexer. Unternehmen fordern innovatives Denken und neue Ansätze, um grundlegende Problematiken wie Klimawandel, rasches Bevölkerungswachstum und Nutzung von Technologie zur Verbesserung der Lebensqualität erfolgreich anzugehen.
Breakthrough Engineering steht im Mittelpunkt des Leistungsprogramms von Norgren und ist ein zentrales Element bei der Entwicklung von Systemen, auf die wir uns stützen.
Von der Steigerung der Geschwindigkeit, Produktivität, Zuverlässigkeit und Effizienz von Anlagen bis hin zur Erzielung signifikanter Energie- und Kosteneinsparungen oder der Senkung der Gesamtbetriebskosten in vielen Industriezweigen - die Lösungen von Norgren sind so konzipiert, dass sie Kunden helfen, Vorteile zu erzielen, neue Ziele zu erreichen und Probleme zu lösen. Norgren unterstützt seine Kunden dabei, die Zukunft zu gestalten – mit exzellenter technischer Expertise, einem engen Austausch untereinander und verlässlichem Vor-Ort-Service.
Die Automatisierung spielt in vielen industriellen Anwendungen von heute eine wichtige Rolle. Sie bietet betriebliche Effizienz, Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Wiederholbarkeit, Schnelligkeit, Kosteneffizienz und verbesserte Sicherheit sowie die Steuerung und Überwachung der Maschinen- und Fertigungsleistung.
Wenn es um die Steuerung von Bewegungen und das Bewegen, Platzieren und Positionieren von Komponenten als Teil einer automatischen Rückmeldung geht, stellen lineare und mehrachsige* elektrische Antriebslösungen eine Ergänzung zu den herkömmlichen pneumatischen Optionen dar.
Das zunehmende Interesse an elektrischer Antriebstechnik begründet sich auf der zunehmenden Komplexität der Anwendungen. Die Nachfrage nach kosteneffizienten, aber dennoch individualisierten Produkten steigt, was wiederum dem Bedarf an Flexibilität in den Fertigungsprozessen entspricht. Darüber hinaus steigt der Bedarf an Prozessdateneinsicht und Systemanbindung, bedingt durch Industrie 4.0, weiter an.
Mit ihren spezifischen, konfigurierbaren und flexiblen Führungs- und Antriebseigenschaften werden elektrische mehrachsige Antriebssysteme in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt wie Materialhandhabung, Verpackungsindustrie, Lebensmittelproduktion, Chemiebranche und Pharmaindustrie, in denen Unternehmen nach dem effizientesten
Verfahren suchen, um die wesentlichen Komponenten ihrer Prozesse zu bewegen, zu positionieren und anzutreiben.
Aufgrund der vielfältigen Lösungsmöglichkeiten bieten mehrachsige elektrische Antriebe die erforderliche Flexibilität, um die vielfältigen Anforderungen verschiedenster Anwendungen zu erfüllen. Dies gilt sowohl für ihre Integration in OEM-Maschinenbauprojekte als auch für die Steigerung der Effizienz und Produktionsleistung in stark ausgelasteten Fertigungslinien.
Aus diesem Grund ist es wichtig, elektrische Antriebslösungen basierend auf spezifischen Anforderungen korrekt zu identifizieren und spezifizieren sowie je nach den Anforderungen der Anwendung eine standardisierte oder stärker maßgeschneiderte Vorgehensweise zu wählen.
Dieses Whitepaper hebt die wichtigsten Anwendungs- und Spezifikationsziele hervor, mit denen Ingenieure konfrontiert werden, für die mehrachsige elektrische Antriebslösungen potenziell interessant sind.
Im Vergleich zu Industrierobotern bieten mehrachsige elektrische Antriebssysteme einige entscheidende Vorteile, die bei der Auswahl der wichtigsten Leistungsmerkmale helfen können.
Diese umfassen:
Bewegen schwerer Lasten
Industrieroboter Standardanwendungen können oft nur eine begrenzte Last im Vergleich zu entsprechenden Mehrachssystemen tragen, die in der Lage sind, den Massenversatz berücksichtigen. Bei Lasten über 100 kg und insbesondere für das Be- und Entladen von Bearbeitungszentren kann dies ein Problem darstellen. Mehrachsige elektrische Bewegungssysteme bieten die Möglichkeit, größere und schwerere Lasten über längere Strecken zu bewegen.
Ausrichtung/Einbaulage des Systems
In der Praxis zeigt sich oft, dass der Platzbedarf und die Kinematik eines 5- oder 6-achsigen Roboters eine Pick-and-PlaceAnwendung oder ein anderes Thema komplex machen können, da die Verfahrwege und Bewegungen einschränkt werden. Die alternative Lösung mit einem kartesischen Roboter ermöglicht uneingeschränkte Bewegungen und Zugänglichkeiten, wobei auch die Position des Trägerrahmens entweder oben oder seitlich optimiert werden kann. Gleichzeitig kann das System mit zusätzlichen Komponenten wie Greifern oder Drehmodulen ausgestattet werden, um mehr Bewegungsachsen zu erhalten und den Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden.
Dynamik
Die Einstellung der Beschleunigungswerte und -zeiten ist ein wichtiger Faktor bei Pick-and-PlaceAnwendungen. Mehrachsige elektrische Antriebslösungen können auf 5 ms 2 oder mehr beschleunigen und konkurrieren damit mit der Leistung von fünf- und sechsachsigen Robotern.
Diese Lösungen haben sich auch bei Anwendungen mit Hüben von mehr als 20 Metern als nutzvoll bewährt. Schließlich können die Anforderungen an Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft und Hub mithilfe der verfügbaren Antriebsarten und Führungen optimiert und parametriert werden: Zahnriemen, Kugel-/Trapezspindel, Zahnstange & Ritzel, Linearmotor
Genauigkeit und Präzision
Endanwender und Konstrukteure können den Genauigkeitsgrad des Mehrachssystems durch die Wahl des geeigneten Antriebs bestimmen oder anpassen. Linearachsen mit Kugelgewindetrieb bieten eine Positioniergenauigkeit von 0,02 mm. In Fällen, in denen Wiederholgenauigkeiten von 0,2 mm akzeptabel sind, können Anwender Einsparungen erzielen, indem sie sich für einen Antrieb mit Zahnriemen oder eventuell mit Trapezspindeln entscheiden. Für einige Anwendungen kann eine pneumatische Lösung die beste Lösung sein.
Präzision ist der Schlüssel für High-End-Anwendungen wie Werkzeugmaschinen. Für Anwendungen, bei denen die Reichweite von fünf- und sechsachsigen Robotern begrenzt ist, sollte eine mehrachsige elektrische Antriebslösung mit Modulen in Betracht gezogen werden, die mit hochpräzisen Lagern ausgestattet sind.
Die Entscheidung für eine pneumatische oder mehrachsige elektrische Bewegungslösung hängt von den Bedürfnissen des Bedieners ab. Die zunehmende Komplexität der Bewegungsaufgaben und die Anforderungen an die Systemüberwachung führen dazu, dass sich die elektrische Antriebstechnik immer mehr als bevorzugter Spezifikationsweg herauskristallisiert. Nachfolgend finden Sie einige häufig auftretende Probleme in der Industrie und mögliche Lösungen mit elektrischen Mehrachssystemen von Norgren:
Ich habe ein anspruchsvolles Arbeitsumfeld
Die Wahl von Antriebs- und Führungskomponenten für ein mehrachsiges elektrisches Antriebssystem sollte von den jeweiligen Umgebungsbedingungen bestimmt werden. Maschinen sind oft Verschmutzungen und widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. In solchen Fällen eignen sich Linearachsen mit robusten Rollenführungen und Zahnriemenantrieben besonders gut. Wir empfehlen für diesen Einsatzzweck die ELZ-Serie.
Ich muss mich mit Bauteilgewicht und Belastungsparametern auseinandersetzen
Die zu bewegende Masse bestimmt häufig die Dimensionierung des Achsensystems und hat erheblichen Einfluss auf die Gesamtgröße der Maschine. Das Handling von kleinen und leichten Bauteilen in Pick & Place-Anwendungen zum Beispiel erfordert eine schnelle und zuverlässige Bewegung, und die Produkte der Serie ELZI mit Zahnriemenantrieb sind in solchen Fällen prädestiniert. Im Umkehrschluss ist die Serie DSZ bei schweren Lasten und hoher Momentaufnahme vorzuziehen.
Ich muss die Komponenten nur eine kurze Strecke bewegen
Wenn kurze Verfahrwege und exzellente Genauigkeit gefordert sind, dann sind Spindelantriebe die beste Lösung. Je nach Anwendung können Linearachsen wie die der QST/QSK Serie mit Trapez- oder Kugelgewindetrieb ausgestattet werden und ermöglichen so eine genaue Positionierung über kurze Strecken.
Ich brauche eine schnelle und wiederholbare Lösung
Die Art der jeweiligen Anwendung bestimmt die erforderliche Geschwindigkeit und Präzision. Für das einfache Handling von Bauteilen zur Übergabe an den nächsten Produktionsprozess können hochdynamische Lineareinheiten eingesetzt werden, die eine hohe Durchsatzleistung gewährleisten. Kompakte und schnelle Antriebe wie die der LLZ Serie sind in solchen Fällen eine beliebte Wahl.
Präzision und Genauigkeit sind für mich am wichtigsten
Die Bearbeitung empfindlicher elektrischer Komponenten oder beispielsweise Dosieranlagen in der pharmazeutischen Produktion können hochpräzise Bewegungen erfordern. Folglich müssen die eingesetzten Systeme mit hohen Anforderungen an Positionier- und Wiederholgenauigkeit arbeiten können. In vielen Anwendungen kommen deshalb sehr präzise Kugelgewindetriebe in Kombination mit innen liegenden Schienenführungen zum Einsatz, wie beispielsweise bei der Serie QSK für geringe bis mittlere Lasten oder der Serie DSK für höhere Lasten.
Ich möchte mich mit meinem Energieverbrauch befassen und nach Einsparungen bei den Energiekosten suchen
Die Frage, ob elektrische oder pneumatische Antriebe die für Sie geeignete Lösung darstellt, hängt in großen Maßen von Ihrer Anwendung ab. Bei bestimmten Anwendungen wie großen mehrachsigen Maschinen kann eine Kombination aus elektromechanischen und pneumatischen Antrieben sinnvoll sein, um so einfache als auch komplexere lineare Bewegungsabläufe abzudecken. Wenn Anwendungen darin bestehen, eine Last zwischen zwei Endpositionen zu bewegen, bei der nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht und dazu in einer gefährlichen Umgebung, dann spricht alles für eine pneumatische Lösung. Sollte aber ein hoher Wert auf Positionsflexibilität und Geschwindigkeitsänderungen gelegt und eine Vielzahl von Zwischenstellungen angefahren werden, dann sollte man elektromechanischen Antrieben den Vorzug zu geben. Norgren kann Sie aufgrund des umfangreichen Portfolios und der langjährigen Erfahrung mit pneumatischen oder elektrischen Komponenten in all dieses Fällen unterstützen und hilft Ihnen zu guter Letzt, den Energieverbrauch zu reduzieren und Kosten einzusparen.
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Das auf Zusammenarbeit ausgerichtete und erfahrene Expertenteam von Norgren verfügt über fundierte branchenspezifische Erfahrungen, die es ihm ermöglichen, die Herausforderungen des Kunden schnell zu erkennen und die richtige Lösung zu empfehlen. Der partnerschaftliche Ansatz ermöglicht eine rasche Identifizierung von Prioritäten, und die Auswahl von Produktlösungen erfolgt nach strengen und bewährten Verfahren.
Norgrens unglängst erweitertes Angebot an elektrischen Mehrachssystemen umfasst ein breites Portfolio an mechanischen Standard-Linearzylindern, die auch an kundenspezifische Anwendungsanforderungen angepasst werden können.
Mit dem Entwicklungsteam von Norgren haben Sie lösungsorientiert arbeitende Partner an der Hand, die für Ihre Anwendungserfordernisse die passende Lösung erarbeiten.
Mit 1.000 Standardkomponenten für elektrische Antriebe, die über 100 Millionen lineare und mehrachsige Konfigurationen ermöglichen, weiß Norgren jeden erforderlichen Bedarf an Automatisierungsanwendungen abzudecken.
Wenn Sie wissen möchten, wie Norgrens erweitertes Angebot an mehrachsigen elektrischen Antriebslösungen dazu beitragen kann, die Anforderungen Ihrer Automatisierungsanwendungen zu erfüllen - egal wie klein, kompliziert, groß oder komplex sie sein mögen, dann besuchen Sie www.norgren.com
Wir erkennen die Herausforderungen Ihrer Anwendung und liefern die beste Lösung aus unserem erweiterten Angebot an elektrischen Mehrachsantrieben.
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Wir sind ein Unternehmen von Norgren und verfügen über ein Vertriebs- und Servicenetzwerk in 50 Ländern sowie Produktionsstätten in Brasilien, China, Deutschland, Großbritannien, Indien, Mexiko, Schweiz, Tschechische Republik und USA.
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