Es muss nicht immer Servo sein
Kurvengetriebe als Alternative
Blickt man heute in das produzierende Gewerbe von Antriebs- und Automatisierungstechnik, stößt man unweigerlich auf Servomotoren oder auf scheinbar kostengünstige pneumatische Lösungen. Der Grund für die hohe Anzahl dieser kostenintensiven Anschaffung liegt klar auf der Hand – Flexibilität. Ein Begriff, der einen hohen Stellenwert in der Industrie eingenommen hat. Doch ist diese Flexibilität in Anbetracht der Anschaffungskosten auch wirklich effizient?
In Sachen Kurvengetriebe ist MIKSCH nicht nur führend sondern auch der absolute Spezialist. Die Existenz dieser Technik blickt auf eine jahrzehntelange und vor allem erfolgreiche Entwicklung zurück, die leider durch die aufkommenden Servoantriebe immer mehr in Vergessenheit gerät. Dabei hat die Kurvengetriebetechnik im Vergleich zu den Servoantrieben viel mehr zu bieten als man denkt. Kurvengetriebe punkten ganz klar
mit geringem Energieaufwand bei dennoch mehr Leistung im Durchlaufbetrieb.
Der Grund: Die Schwungmassen müssen nicht ständig neu beschleunigt werden. Hier kommt der Schwungradeffekt zum Tragen. Kurvengetriebe kommen mit einem kleinen Antriebsmoment aus und benötigen dadurch nur einen kleinen Antriebsmotor. Damit erreicht man ein großes Antriebsmoment mit hohen Kräften am Abtrieb.
Dadurch sind beim Einsatz von Kurvengetrieben nicht nur die Anschaffungskosten sondern auch die Energiekosten deutlich niedriger - ein deutliches Plus in Sachen Energiebilanz. Außerdem lassen sich große Massenträgheitsmomente mit Kurvengetrieben problemlos handhaben wo Servoantriebe bei punktgenauen Positionierungen schnell an Ihre Grenzen stoßen.
Warum teuer und kompliziert, wenn‘s auch einfach und günstig geht
Wo Kurvengetriebe mit nur einem Antrieb beispielsweise in Form eines günstigen Drehstrommotors auskommen, benötigt ein Servoantrieb mit derselben zu bewältigenden Bewegungsaufgabe, noch zusätzlich viele kostenintensive Extrakomponenten. Zudem sind Kurvengetriebe absolut zuverlässig und wartungsarm sowie reparatur- und inbetriebnahmefreundlich. Störungen und Ausfälle sind bei Kurvengetrieben zwar äußerst selten; kommt es dennoch mal zu einem Ausfall kann eine Fehlerdiagnose sehr einfach und explizit erfolgen und die Störung somit schnell behoben werden. Bei Servoantrieben sieht es da schon ganz anders aus.
Hier wird schon allein notwendiges Fachpersonal mit hohem technologischem Anspruch benötigt z.B. für Programmierung, Inbetriebnahme und Wartung. Zusätzlich nehmen Regler, Steuerung und Schaltschrank wertvolle Produktionsflächen ein. Nicht zu vergessen ist die entstehende Wärme bzw. regelrechte Hitze die in Schaltschränken entsteht. Diese muss z.B. durch eine Klimatisierung abgeführt werden! Außerdem sind regelmäßige Softwareupdates notwendig. Alles andere als kostengünstig. Kurvengetriebe sind dagegen unempfindlich gegen Umgebungseinflüsse wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit und Schmutz, und sind einfach in der Bedienung und Wartung.
TCO - Total Cost of Ownership
Wer kennt dieses Instrument der Kostenrechnung nicht?! Mit dem TCO lassen sich Kostentreiber wie auch versteckte Kosten möglicherweise bereits im Vorfeld einer Investitionsentscheidung identifizieren. Wichtigste Grundlage für das weitere Verständnis von TCO ist die Unterscheidung zwischen direkten und indirekten Kosten.
Am Beispiel von kurvengesteuerten Rundschalttischen für die Montagetechnik zeigt sich, dass die Energieeffizienz kurvengesteuerter Maschinen wesentlich höher ist als die von pneumatischen Ausführungen. Darüber hinaus steigert der robuste Aufbau von diesen Maschinen ihre Verfügbarkeit und garantiert damit eine höhere Gesamteffektivität.
Die richtige Denkweise ist der Schlüssel zur wirklichen Effizienz
Fundierte Investitionsentscheidungen berücksichtigen heute immer mehr die gesamten zu erwartenden Lebenszykluskosten. Klar sind Servoantriebe äußerst flexibel. Doch die im Betrieb sowie bei Wartung und Entsorgung anfallenden Kosten können die Anschaffungskosten bei weitem übersteigen bzw. liegen meist im Verborgenen und lassen sich äußerst selten genau kalkulieren und abschätzen. Denn vor dem Hintergrund steigender Energiepreise bieten ressourceneffiziente Anlagen monetäre Vorteile für den Betreiber. Zudem kommen Kurvengetriebe ohne Druckluft aus, die eindeutig zu den teuren Energieformen gehört. Somit entfällt dieser schwer durchschaubare und schwer kalkulierbare Kostenpunkt.
Leider werden immer noch in vielen Fällen Servoantriebe eingesetzt, wo über Jahre meist kaum eine Umstellung der Abläufe stattfindet. Effizient sieht anders aus.
Denn genau hier ist der Einsatz von Kurvengetrieben um ein vielfaches sinnvoller und vor allem effizienter. Ein Kurvengetriebe gewährleistet eine hohe Prozesssicherheit die den meisten Planern gar nicht bekannt ist. Denn selbst bei einem Not-Stopp oder Fehlbedienung, kann ein Kurvengetriebe umgehend wieder in Betrieb genommen werden. Bei einem Servoantrieb sind aufwendige Referenz- und Synchronfahrten notwendig. Ein entscheidender Punkt bei der Projektierungs- und Planungsphase, denn es müssen Freifahrstrategien überlegt und programmiert werden.
Sind diese nicht genauestens abgestimmt und richtig programmiert, kommt es zum Crash. Ein Weiterarbeiten ist vorerst nicht möglich da eine Programmierung – oft durch den Anlagenhersteller - erforderlich ist. Natürlich nicht zu vergessen die Kosten für die neu zu beschaffenden Teile sowie Ausfallzeiten die durch die Neubeschaffung entstehen.
Harmonische Bewegungen durch verschiedene Typen von Kurvengetrieben realisierbar
Für viele Einsatzfälle gibt es geeignete Anordnungen von Kurvengetrieben. Linearer oder drehender Antrieb der Kurven, lineare, pendelnde oder schrittweise Bewegungen des Abtriebsorgans ist möglich. Und das alles ohne teure Druckluft. Die Kurven und Abtriebsglieder können in einer Ebene oder im Raum mit parallelen oder gekreuzten Achsen angeordnet.
Dem Bewegungsdesign sind fast keine Grenzen gesetzt
Ein weiterer Vorteil für den Einsatz von Kurvengetriebetechnik ist, dass mehrere Bewegungsabläufe überlagert werden können. Selbst das Fahren von Zwischenrasten ist möglich und so gut wie jede Position kann problemlos angefahren werden. Außerdem sind die Zwischenrasten spielfrei und in der Rast selbsthemmend. Dadurch ist keine zusätzliche elektromechanische Bremse erforderlich.
Ob reine Linearbewegungen oder kombiniert in Hub- und Pendelbewegung. Dem Bewegungsdesign sind fast keine Grenzen gesetzt. Selbst Kurvengetriebe in Verbindung mit Gelenkgetrieben sind möglich. Sie erlauben die Realisierung einer großen Anzahl von Bewegungsaufgaben. Die harmonische Bewegung wird am Abtrieb des Gelenkgetriebes vorgegeben. Die Rückrechnung der Bewegung durch das Gelenkgetriebe berücksichtigt die Bewegungsverzerrung im Kurvenprofil. Durch geschickte Verstellung von Gelenkgliedern ist die Bewegung in großen Bereichen gezielt modifizierbar.
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