Adaptive Maschine Mit Magnetschwebetechnik läutet B&R die mehrdimensionale Produktion ein

Redakteur: Sariana Kunze

Mit Acopos 6D von B&R können Produkte auf magnetisch schwebenden Shuttles völlig individuell durch eine Maschine bewegt werden.

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Magnetschwebetechnik: Shuttles mit integrierten Permanentmagneten bewegen sich berührungslos auf einer Fläche aus Motorsegmenten.
Magnetschwebetechnik: Shuttles mit integrierten Permanentmagneten bewegen sich berührungslos auf einer Fläche aus Motorsegmenten.
(Bild: B&R)

Für eine Produktion in kleinen Losgrößen und mit ständig wechselnden Produktdesigns will B&R mit Acopos 6D die Voraussetzung schaffen. Das System basiert auf dem Prinzip der Magnetschwebetechnik: Shuttles mit integrierten Permanentmagneten bewegen sich berührungslos auf einer Fläche aus Motorsegmenten. Ähnlich wie bei fahrerlosen Transportsystemen (AGV) profitieren Anwender davon, dass sich die transportierten Objekte völlig frei innerhalb und zwischen Maschinen bewegen können. Eine Maschine kann gleichzeitig verschiedene Produktvarianten oder sogar völlig unterschiedliche Produkte herstellen. Dabei ist jedes Shuttle dazu in der Lage, sich in einem Schwarm mit anderen Shuttles seinen eigenen Weg durch den Produktionsprozess zu suchen und selbstständig die Bearbeitungsstationen anzusteuern, die für die jeweilige Produktausprägung benötigt werden.

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Die elektromagnetischen Motorsegmente sind 240 mm × 240 mm groß und können zu beliebigen Formen zusammengesetzt werden. Die Shuttles tragen je nach Größe 0,6 bis 14 kg Gewicht und bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2 m/s. Sie können sowohl zweidimensional verfahren als auch ihre Schwebehöhe ändern und sie lassen sich entlang von drei Achsen drehen oder neigen. Das System verfügt also über sechs Freiheitsgrade.

Partnerschaft

Magnetschwebetechnik von PMI integriert

ABB ist eine Partnerschaft mit dem kanadischen Unternehmen PMI zum weiteren Ausbau des Angebots im Bereich Maschinenautomatisierung (B&R) eingegangen: Durch die Integration der Magnetschwebetechnik von PMI wird der Übergang von einer streng linearen Produktion hin zu einer offenen, adaptiven Fertigung beschleunigt. Somit kann B&R dabei unterstützen, auf eine hochflexible und präzise Fertigung bis hin zu Losgröße 1 umzustellen und so den immer kürzeren Produktlebenszyklen Rechnung zu tragen. Zudem hat ABB im Rahmen der Vereinbarung eine bedeutende Kapitalbeteiligung an PMI erworben.

Kleinere Maschine, höhere Shuttle-Dichte

Acopos 6D ermöglicht eine bis zu vier Mal so hohe Shuttle-Dichte wie andere Systeme auf dem Markt, erklärt B&R, da auf einem Motorsegment gleichzeitig mehrere Shuttles fahren können. Zudem lassen sich die Shuttles als Achsen bei Bearbeitungsstationen einsetzen. Zum Beispiel kann ein Shuttle mit einem Werkstück CNC-Pfade abfahren, während das Bearbeitungswerkzeug starr angebracht ist. Wiegestationen entfallen vollständig, da jedes Shuttle gleichzeitig eine hochpräzise Waage ist. Dadurch kann die Maschine kleiner gebaut werden.

Bei schwebenden Shuttles entsteht keine Reibung

Da die Shuttles frei schweben, verursacht Acopos 6D keine Reibung, erklärt der Anbieter. Es entsteht kein Abrieb und es gibt keine Verschleißteile, die gewartet werden müssen. Werden die Motorsegmente mit einer Edelstahlabdeckung versehen, entspricht das System der Schutzart IP69K – das System eignet sich somit für einen Einsatz in Reinräumen und in der Nahrungsmittelproduktion.

Acopos 6D ist in das B&R-System integriert. Daher lassen sich die Shuttles mit beliebigen Achsen, Robotern, Tracking-Systemen oder Vision-Kameras mikrosekundengenau synchronisieren. Die Bahnplanung der Shuttles selbst erfolgt in einem dedizierten Controller, der mit Powerlink in das Maschinennetzwerk eingebunden wird. Die Bahnplanung beeinträchtigt daher die Performance des Netzwerkes und der Maschinensteuerung nicht. Für Systeme mit mehr als 200 Segmenten oder 50 Shuttles lassen sich mehrere Controller einsetzen und miteinander synchronisieren.

Der Controller weiß, wo die Shuttles sind

Jedes Shuttle ist mit einer weltweit einmaligen ID ausgestattet. Der Controller weiß beim Hochfahren daher sofort, wo genau auf den Motorsegmenten sich welches Shuttle befindet, beschreibt B&R. Die Produktion kann sofort beginnen. Die Positionswiederholgenauigkeit der Shuttles liegt bei ±5 µm, daher ist das System auch für Applikationen geeignet, bei denen es auf höchste Präzision ankommt, zum Beispiel in der Elektronikindustrie und bei der Assemblierung mechanischer und elektronischer Komponenten.

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