Es wird Zeit, die bisherigen Grenzen des Produkttransports zu durchbrechen und so eine neue Ära der Produktivität einzuleiten“, sagt Dario Rovelli, Head of Product Management – Motion & Mechatronic Systems bei B&R. „Der Produkttransport ist ein notwendiges Übel für Maschinen- und Anlagenbauer – neben dem hohen Platzverbrauch hat der konventionelle Produkttransport zudem einen zweiten schwerwiegenden Nachteil: Er macht die Maschine unflexibel.“
Bislang arbeiten klassische (Werkstückträger-) Transportsysteme für Maschinen und Anlagen mit festen Bahnen und im feste Takt. Mit dem linearmotorbasierten Transportsystem Acopostrak hatte B&R hier bereits die nächste Flexibilitätsstufe eingeführt, denn Acopostrak ermöglicht eine individuelle Fahrt der Shuttles und schnelle elektronische Weichen, um unterschiedliche Bearbeitungsstationen anzufahren – allerdings eben weiter auf Carrera-Bahn-ähnlichen Linearmotor-Schienen.
Das Transportsystem Acopos 6D bietet nun mit magnetisch schwebenden Shuttles eine enorme Freiheit für den freien Transport in der Fläche. Da die Shuttles mit integrierten Permanentmagneten berührungslos auf einer Fläche aus Motorsegmenten frei schweben, verursacht Acopos 6D keine Reibung. Die elektromagnetischen Motorsegmente können dabei zu beliebigen Formen zusammengesetzt werden.
Volle Bewegungsfreiheit
Die Shuttles können sowohl zweidimensional verfahren werden als auch in der dritten Dimension ihre Schwebehöhe ändern. Sie lassen sich damit entlang von drei Achsen drehen oder neigen – daher der Name Acopos 6D, da das Transportsystem über sechs Freiheitsgrade verfügt. Die Shuttles tragen bis zu 14 kg Gewicht und bewegen sich bis zu 2 m/s schnell.
Da die Positionierwiederholgenauigkeit der Shuttles bei ±5 µm liegt, ist Acopos 6D auch für Applikationen geeignet, bei denen es auf hohe Präzision ankommt, zum Beispiel bei der Montage mechanischer und elektronischer Komponenten. Zudem ließen sich die Shuttles des Transportsystems als Achsen bei Bearbeitungsstationen einsetzen. So kann zum Beispiel ein Shuttle mit einem Werkstück CNC-Pfade abfahren, während das Bearbeitungswerkzeug starr angebracht ist. Wiegestationen können sogar vollständig entfallen, da jedes Shuttle gleichzeitig eine hochpräzise Waage ist.
Integration mit Robotik
Die Bahnplanung der Shuttles selbst erfolgt in einem Controller, der sich mit dem hauseigenen Powerlink in das Maschinennetzwerk einbinden lässt. „Hochentwickelte Algorithmen sorgen dafür, dass die Shuttles optimale Pfade fahren, nicht zusammenstoßen und möglichst wenig Energie verbraucht wird“, erläutert Dario Rovelli. Da beim Acopos 6D jedes Shuttle ab Werk mit einer weltweit einmaligen ID ausgestattet ist, weiß der Controller stets, wo genau auf den Motorsegmenten sich welches Shuttle befindet.
Vor allem aber ist das Transportsystem Acopos 6D vollständig in die B&R-Automatisierungwelt integriert. Die Shuttles lassen sich mit beliebigen Achsen, Robotern oder Vision-Kameras mikrosekundengenau synchronisieren. Vorteil der Robotik: Wo das 6D-Transportsystem Flexibilität beim Transport zwischen den einzelnen Prozessstationen ermöglicht, gibt der Roboter dann die Flexibilität an einer Station. „Der Roboter in der Maschine ist quasi der Enabler, um die Bearbeitungsprozesse flexibel und damit adaptiv zu gestalten“, sagt B&R-Geschäftsführer Markus Sandhöfner.
Auf dem Weg zur adaptiven Maschine
Mit der Magnetschwebetechnologie von Acopos 6D und flexibler Robotik lassen sich also gleichzeitig unterschiedliche Produktvarianten fertigen. Jedes Produkt fährt die Stationen an, die es tatsächlich benötigt. Für Sandhöfner ist Acopos 6D daher der nächste Schritt von der modularen zur adaptiven Maschine. „Unter einer modularen Maschine verstanden wir bislang eine leicht vom Anwender an die jeweilige Aufgabe anpassbare Maschine. Passt sich die Maschine nun aber selbst an neue Aufgaben an, wird sie zu einer adaptiven Maschine.“ Solche Maschinen seien auch in der Lage, sich an Aufgaben anzupassen, die zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme noch nicht bekannt waren. „Und zwar selbstständig, ohne zusätzliche Werkzeuge zu verwenden und ohne zusätzliche Einrichtungen zu nutzen.“
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