Automatisierung 27.11.2009, 19:44 Uhr

Mechatronik optimiert Leistung von Bearbeitungsmaschinen  

Die Verwendung mechatronischer Komponenten im Maschinenbau liegt im Trend. Dies zeigte der Kongress der Messe SPS/IPC/Drives vom 24. bis 26. November in Nürnberg. Denn beim Engineering von Fertigungsanlagen verbindet Mechatronik nicht nur die Fachdisziplinen Elektronik, Mechanik und Automatisierungstechnik, sie trägt auch zur Steigerung der Maschinenleistung bei. VDI nachrichten, Nürnberg, 27. 11. 09, Si

Der Gedanke der Mechatronik gewinnt im Engineering von Fertigungsanlagen zunehmende Bedeutung, stellte Lorenz Hundt von der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg fest, der in Nürnberg über mechatronische Einheiten und Engineering referierte. Der Grund: Der mechatronische Ansatz verspreche ein effizienteres Engineering und ermögliche einen konsistenten Informationsfluss zwischen den einzelnen Fachdisziplinen Elektronik, Mechanik und Automatisierungstechnik.

Dabei hat sich für die standardisierten Komponenten in den letzten Jahren der Begriff der mechatronischen Einheit herausgebildet, dem laut Hundt inzwischen eine Schlüsselrolle zukommt. Ziel für das Engineering sei, einen hohen Grad an Wiederverwendbarkeit von festen Kombinationen mechanischer, elektrischer und steuerungstechnischer Komponenten sowie für deren Nutzung einen hohen Grad an optimierter Automatisierungsfunktion zu erreichen.

Damit solche Systeme in verschiedenen Phasen des Engineerings genutzt werden können, müssten sie jedoch die Realität möglichst genau abbilden, konsistent sein und zu jedem Zeitpunkt einsehbar und editierbar sein, erläuterte Hundt. Diese Art der Datenhaltung sei nur zu erreichen, wenn die mechatronische Einheit ein durchgängiges Informationsmanagement unterstützt – etwa mithilfe des Datenaustauschformats AutomationML. Hundt erläutert dies auf dem Kongress beispielhaft anhand der Modellierung eines Bibliotheksobjektes für einen Rollenförderer als mechatronische Einheit und dessen Speicherung im AutomationML-Datenformat.

Ein konkretes mechatronisches Beispiel aus der Praxis präsentierte auch Volker Piwek vom Bremer Centrum für Mechatronik (BCM) der dortigen Universität. Es ging dabei um die Entwicklung einer Hochgeschwindigkeitswickelmaschine und praktische Ansätze zur weiteren Optimierung der Maschinenleistung. Im Vordergrund stand die Implementierung eines elektromagnetischen Lineardirektantriebs für die Verlegeachse.

Damit verbunden haben Piwek und seine Projektpartner die Anpassung des Maschinenkonzepts im Hinblick auf die Integration der mechanischen und elektrischen Antriebs- und Steuerungskomponenten. Insbesondere die steuerungstechnische Verknüpfung der Achsen in einer übergeordneten Bewegungssteuerung trug dabei den Anforderungen an ein modernes mechatronisches Maschinenkonzept Rechnung.

Bewerkstelligt wurde dies im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit der Maschinenfabrik Adolf Müller in Scheessel. Der Hersteller von Schmalschneid- und Wickelmaschinen arbeitete in den vergangenen Jahren intensiv an der Steigerung der Schnittgeschwindigkeit und der Verbesserung der Schnitttoleranzen an der vorgelagerten Schmalschneidmaschine. Inzwischen konnten mit dem mechatronischen Maschinenkonzept sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten von 400 m/min bis 600 m/min erreicht werden. Konventionelle Maschinen mit mechanischen oder servo-rotativ mechanischen Spindeln gelangen bei derart hohen Materialgeschwindigkeiten an ihre mechanischen Grenzen.

Auch Werkzeugmaschinen geraten immer häufiger an technische Limits. Mechatronik kann hier Abhilfe schaffen. Stephan Beineke von Lti Drives, Lahnau, demonstrierte dies auf dem Kongress am Beispiel einer High-Performance-Steuerung und -Regelung für Werkzeugmaschinen mit magnetgelagerten Bearbeitungsspindeln. Laut dem Mechatronikexperten lässt sich durch den Einsatz von magnetgelagerten Bearbeitungsspindeln im Zusammenspiel mit einem elektronischen Antriebsregler sowie der CNC-Steuerung ein deutlicher Technologiesprung erzielen. Denn dadurch würden hohe Spindeldrehzahlen sowie eine Steigerung der Präzision bis in den Sub-µm-Bereich möglich. Die präzise Schlichtbearbeitung mache zudem den oft noch nötigen manuellen Poliervorgang eines gefrästen Stahlwerkstücks überflüssig. Beineke: „Kunden aus dem Maschinenbau wünschen sich heute solche Automatisierungslösungen, bei denen Steuerung, Antriebe und Motoren optimal aufeinander abgestimmt sind.“ EDGAR LANGE

Ein Beitrag von:

  • Edgar Lange

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