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Festo Motion Terminal: Die digitale Zukunft der Pneumatik

Hardware-Funktionen in Software abgebildet – Funktionen via Apps parametrieren
Zukunft der Pneumatik ist digital und flexibel

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Das Motion Terminal ist für Festo ein zentraler Innovationsbaustein: Denn die digitalisierte, intelligente und flexible Pneumatik eröffnet ganz neue Geschäftsfelder.

„Mit dem Festo Motion Terminal haben wir die Pneumatik digitalisiert. Durch die Verschmelzung von Hard- und Software ist uns ein regelrechter Technologiesprung gelungen“, jubelt Dr. Julia Duwe, Leiterin Future Motion Solutions Management bei Festo. Basisfunktion der Pneumatik, die bislang fest in der Hardware vorgegeben waren, werden beim VTEM via Software realisiert.

Technisch beruht das System auf einem intelligenten Zusammenspiel von elektrischen und pneumatischen Subsystemen, Sensorik, Regelungs- und Messtechnik sowie einer selbst entwickelten Piezoventiltechnologie, erklärt Duwe: „Die Piezoventiltechnologie ist eine tolle Basistechnologie, die ein exaktes und proportionales Verhalten sicherstellt.“ Im Detail besteht das Ganze aus einer pneumatischen Brückenschaltung mit 2/2 Wegeventile, ähnlich der Wheatstoneschen Brücke in der Elektronik, mit der sich verschiedene Funktionalitäten realisieren lassen. Die dafür nötige ausgefeilte pneumatische Regelungstechnik hat Festo anwenderfreundlich in die Motion Apps gepackt.

Hardware-Komponenten können so mit Hilfe von Software in ihrer Funktionalität nachgeahmt werden. „Ein gutes Beispiel ist die Soft Stop-Funktion für ein sanftes Einfahren eines pneumatischen Zylinders in die Endlage“, so Duwe. „Bisher wurden Zylinder über einen Stoßdämpfer abgebremst. Das Motion Terminal steuert jetzt im Zylinder selbst die Luft intelligent aus und erzeugt bei Erreichen der Endlage einen Gegendruck, der den Kolben abbremst.“

Ähnliches gilt für die Drosselfunktion. Auch hier wird die Hardware Drossel via Software realisiert. Das spart nicht nur Hardware, sondern ist auch bequemer beim Einstellen, weil der Inbetriebnehmer nicht in die Anlage kriechen muss, um die Drossel richtig zu justieren. Und es schützt davor, dass Unbefugte die Drosseleinstellungen manipulieren.

Ventilfunktionen, für die bis zu 50 Einzelkomponenten nötig waren, lassen sich so App-gesteuert einstellen und ausführen – immer mit derselben Hardware. Das sorgt für Flexibilität: Maschinenentwickler können einen Basis-Maschinentyp erstellen und diesen mittels Parameteränderung nach Kundenwunsch mit unterschiedlichen Funktionen ausstatten.

Zum Start stehen zehn Funktionen über Motion Apps zur Verfügung: von der einfachen Änderung der Wegeventilfunktionen und proportionalen Verhalten bis zu energieeffizienten Bewegungen. „Mit dem Festo Motion Terminal wird Druckluft bedarfsorientiert eingesetzt – das spart bis zu 70 Prozent an Energie“, sagt Duwe. Neben der App Eco Fahrt, die nur soviel Druck erzeugt, wie für die jeweilige Funktion nötig ist, steht ein e-Diagnose App zur Leckage-Erkennung bereit. Weitere Apps sind in Vorbereitung.

Neben Flexibilität und Sparsamkeit punktet das Motion Terminal mit Intelligenz, denn es ermöglicht Selbstoptimierung, Selbstkonfiguration und Selbstdiagnose. Duwe: „Es kann sich autark an veränderliche Randbedingungen anpassen.“ Zudem können Maschinenbauer damit zusätzliche Services anbieten, denn die eingebaute Sensorik liefert in Echtzeit Daten aus dem Anlagenbetrieb.

Ganz neue Spielräume für die Pneumatik

Vor allem aber schließt das Motion Terminal die Lücke zwischen pneumatischer und elektrischer Automatisierungstechnik. So entstehe mit der digitalisierten Pneumatik quasi eine dritte Säule. „Da das Motion Terminal die Vorteile beider Technologien vereint, eröffnet es für die Pneumatik ganz neue Bewegungsspielräume und Anwendungspotenziale.“

Preislich ist das VTEM zwischen der Standardpneumatik und elektrischen Automatisierungslösungen positioniert. Gegenüber konventionellen Ventilinseln werden die reinen Anschaffungskosten für das Motion Terminal etwa doppelt so hoch sein. Die Standardpneumatik will Duwe aber damit ohnehin nicht ersetzen: „Die Standard-Pneumatik wird für zahlreiche Anwendungen weiterhin die Technologie der Wahl sein.“ Ziel seien primär Anwendungen mit hoher Flexibilität sowie komplexen Bewegungsprofilen und Kraftregelungen, die heute servo-pneumatisch oder elektrisch gelöst werden. „Denn mit dem Motion Terminal machen Bewegungsprofile möglich, die bislang nicht mit Pneumatik umsetzbar waren.“

Im engen Austausch mit Kunden habe man vor der Markteinführung im Motion Lab an konkreten Einsatzfeldern gearbeitet, berichtet Duwe. Über das meiste darf sie aus Vertraulichkeitsgründen nicht sprechen. Öffentlich ist allerdings das Pilotprojekt bei Bosch Packaging, wo das Motion Terminal in einer Dosiereinheit für Puddingpulver genutzt werde. Für das Ansaugen und Ausstoßen des Pulvers sind bislang separate Vakuum-Regelventile und Proportional-Regelventile nötig gewesen. Heute benötigt man nur noch ein Ventil, das zudem zwei Dosiereinheiten individuell ansteuern kann.

Festo AG & Co. KG

www.festo.com


Pneumatik für die Kollaboration

Die intelligente digitale Pneumatik des Motion Terminal hat Festo auch gleich in seine aktuellen bionischen Future Concepts eingebaut: etwa den pneumatisch betriebenen kollaborativen Roboter Bioniccobot, der dank seiner sieben Achsen in seinen Bewegungsmustern dem menschlichen Arm nachempfunden ist. Im Bioniccobot sorgt die Pneumatik für die nötige Nachgiebigkeit zur ungefährlichen Mensch-Roboter-Kollaboration. Die Pneumatik macht sich dabei den natürlichen Wirkmechanismus von Bizeps- und Trizepsmuskel zunutze, also das Zusammenspiel von Beuger und Strecker. Die Bewegungen des Bioniccobot können so je nach Bedarf kraftvoll und dynamisch, aber auch sensibel und nachgiebig geregelt werden, so dass das System selbst im Falle einer Kollision den Menschen nicht gefährdet.


Pneumatisch oder elektrisch?

Die Pneumatik ist bei Kunden immer noch gefragt, betont Festo: „Die Kunden melden uns zurück, dass die Pneumatik heute wie in Zukunft die Technologie der Wahl ist, wenn es um Robustheit, Überlastschutz und Anschaffungskosten geht.“ Die elektrische Automatisierungstechnik stehe dagegen für hohe Wiederholgenauigkeit, komplexe und variable Bewegungen sowie präzises Positionieren. Mit dem Festo Motion Terminal vereine man nun die Vorteile beider Technologien und eröffne so für die Pneumatik ganz neue Anwendungspotenziale.


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