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Flexibler Antrieb oder fest verkettetes Führungssystem

Eine Frage der Applikation
Flexibler Antrieb oder fest verkettetes Führungssystem

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Christian Handwerker ist Beratungsingenieur bei HepcoMotion Deutschland Bild: HepcoMotion
Die traditionelle Methode, um Werkstücke zu bewegen, sind fest verkettete Transportsysteme. HepcoMotion hat in Kooperation mit Beckhoff ein Führungssystem entwickelt, das perfekt auf das eXtended Transport System (XTS) von Beckhoff abgestimmt ist. In Kundengesprächen geht es oft um die Frage, welches dieser beiden Systeme die bessere Wahl ist. Wir gehen dieser Frage im Gespräch mit Christan Handwerker, Maschinenbau- und Beratungsingenieur bei HepcoMotion, nach.

Herr Handwerker, Antriebe bei denen sowohl Motor als auch Leistungselektronik vollständig in den statischen Linearmotor integriert sind, werden immer beliebter. Warum?

Handwerker: Der Reiz dieser Systeme liegt hauptsächlich in ihrer flexiblen Steuerung. Anders als bei einem fest verketteten System ist bei einem Linearmotorsystem der Durchsatz nicht auf den langsamsten Prozess beschränkt. Es können unterschiedlich lang dauernde Arbeitsabläufe effektiv miteinander verbunden werden. Das kann manchmal ganze zusätzliche Anlagen einsparen, was natürlich auch einen kleineren Anlagen-Footprint zur Folge hat. Zudem können durch die Individualsteuerung der Laufwagen über eine Geberfahne relativ unkompliziert neue Arbeitsschritte hinzugefügt werden. Auch die Losgröße kann über Änderungen der Software und unter Hinzufügung von Movern relativ einfach geändert werden. Das ist ein unglaublich wichtiger Vorteil, denn in vielen Bereichen der Produktion sind Änderungen die einzige Konstante. Diese Flexibilität gibt es bei einem fest verketten System grundsätzlich nicht.

Gibt es weitere Vorteile?

Handwerker: Zu guter Letzt kann solch ein System zu einer bedeutenden Einsparung von Werkstückträgern führen. Bei einer von uns realisierten Anwendung in Frankreich für einen führenden Kosmetikhersteller beispielsweise, wurden durch das neue Linearantriebssystem mit HepcoMotion-Führungen gute 80 % weniger Mover benötigt. In manchen Fällen ist die Anschaffung von Werkstückträgern so teuer, dass die Ersparnis an der Anzahl an Werkstückträgern, die durch einen Linearantrieb erreicht werden kann, den höheren Anschaffungspreis sofort wettmacht.

Bei diesen offensichtlichen Vorteilen scheint es auf der Hand zu liegen, sich für einen solchen Antrieb zu entscheiden?

Handwerker: Ja, das stimmt. Aber nicht immer wird eine solch hochmoderne Technologie tatsächlich gebraucht. Letztlich hängt es davon ab, ob diese Flexibilität mehr als ein „nice-to-have“ ist, oder ob sie tatsächlich messbare Vorteile bei dem Produktionszyklus bringt. Daher ist es wichtig, sich vor der Entscheidung zu fragen: Was genau soll mit dem neuen System erreicht werden?

Was spricht denn für ein fest verkettetes System?

Handwerker: Grundsätzlich sind fest verkettete Systeme, wie beispielsweise unsere DTS-Reihe, sehr solide und langlebig und haben einen minimalen Wartungsaufwand. Aufgrund ihres relativ einfachen Aufbaus und der weniger komplexen Elektronik sind sie grundsätzlich unempfindlicher, was die äußeren Umstände, wie Schmutz, Hitze oder Feuchtigkeit betrifft. Das heißt: überall dort, wo es extreme äußere Einflüsse gibt, bietet ein fest verkettetes System Vorteile.

Was heißt das konkret?

Handwerker: Gut geeignet sind sie immer dann, wenn es um höhere Massen geht, denn generell gilt: Je höher das Transportgewicht, desto geringer wird die Beschleunigungskraft des Systems. Mit unserem DTS können jedoch selbst bei hoher Masse große Antriebskräfte realisiert werden. Außerdem ist es auch in vertikaler Lage äußerst stabil.

Und wie sieht es mit den Kosten dieser Systeme aus?

Handwerker: Aufgrund der hochentwickelten Steuerungstechnik sind flexible Linearantriebstechnologien im Anschaffungspreis nicht preiswert. Außerdem gilt es zu Bedenken, das zusätzliche Kosten, wie beispielsweise für das Training des Steuerungstechnikers in dem entsprechenden System oder auch die Anschaffung zusätzlicher Produktionselemente anfallen können. In vielen Fällen amortisieren sich diese zusätzlichen Investitionen zwar über die höhere Produktivität, aber eben nicht immer.

Können Sie das mal an einem Beispiel erläutern?

Handwerker: Nehmen wir das Beispiel einer Porzellanmanufaktur. Der langsamste Schritt im Produktionszyklus ist das Lackieren. Dies dauert für eine Tasse beispielsweise 30 Sekunden. Damit ist die Durchsatzzeit für den gesamten Prozess der Fertigstellung der Tasse recht lang. Der Einbau eines Linearmotors erscheint daher auf den ersten Blick sinnvoll, um die Durchsatzzeit zu verringern und die Produktivität zu erhöhen. Jedoch kostet die Anschaffung eines zusätzlichen Roboters zum Lackieren der Tassen vierzig- bis fünfzigtausend Euro, plus den Kosten für das Antriebssystem. In diesem Beispiel würde sich die große Investition nicht lohnen, da die Flexibilität des Linearantriebs nur für die Durchsatzoptimierung, nicht aber beispielsweise für das Hinzufügen von Arbeitsschritten benötigt wird.

Wann würden Sie den Einsatz eines fest verketteten Systems empfehlen?

Handwerker: Grundsätzlich sind fest verkettete Systeme, wie unser DTS sehr solide und schnell. Sie halten viel aus und sind extrem wartungsarm. Wenn Flexibilität nicht das A und O ist und man nicht Arbeitsprozesse mit extrem unterschiedlicher Durchsatzzeit vereinheitlichen will, dann liegt man damit sicher richtig. Gerade für kleinere Unternehmen kann es auch von Vorteil sein, dass man bei einem Komplettpaket, wie unserem DTS, einen klaren Überblick über die entstehenden Kosten hat und keine nennenswerten Folgekosten entstehen.

Und in Abwägung beider Möglichkeiten?

Handwerker: Da gibt es kein klares Urteil. Es kommt immer auf die jeweilige Anwendung an. Wenn wir zu einem Kunden gehen, dann besprechen wir genau die Ansprüche und Erwartungen und schauen uns alle Möglichkeiten an. Tendenziell ist es jedoch wahr, dass es immer weniger sogenannte Standard-Produktionsprozesse gibt. Flexibilität spielt eine wachsende Rolle in fast jedem Bereich. Ganz klar bietet ein Antrieb wie das Beckhoffsche XTS mit unserer Linearführung große Vorteile. Neuentwicklungen, wie unser Track Management System, das den Wechsel von einem zum anderen System erlaubt, sowie ein spezielle Hygienic-Version des GFX oder leichte agile Mover für geringe Ladegewichte macht die GFX/XTS-Kombination für noch mehr Bereiche interessant. Letztlich jedoch ist es ganz klar das A und O, sich Kosten und Nutzen insgesamt anzuschauen. Sowohl ein fest verkettetes System als auch die flexiblen Linearantriebe haben ihre Daseinsberechtigung. Wichtig ist es, langfristig zu denken. Die Anschaffungskosten sollten dabei nur ein Bestandteil der Überlegung sein.

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