antriebstechnik 11/2016

SPS IPC DRIVES

SPS IPC DRIVES 2016 I SPECIAL Schwere Aufgabe für leichte Werkstoffe Getriebe und Linearachsen beherrschen Handling in Produktion von Leichtbauplatten Sven Sanitz, Daniel Meißner Bis zu 70 % Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichen Holzwerkstoffplatten bietet ein Leichtbau-Werkstoff von Lightweight Solutions. Alles andere als „leicht“ waren die Anforderungen an die automatisierte Handlingstechnik der Produktionsanlage. Umfangreicher Engineering Support und leistungsgerecht ausgelegte Servogetriebe von Wittenstein Alpha gewährleisten hohe Flexibilität und Verfügbarkeit. Sven Sanitz ist Regionalvertriebsleiter bei der Wittenstein alpha GmbH, Vertriebsbüro Südost in Ottobrunn Daniel Meißner ist Applikationsingenieur bei der Wittenstein alpha GmbH, Vertriebsbüro Südost in Ottobrunn Hohe Dynamik für optimierte Zykluszeiten, wiederholgenaue Präzision beim Handling der mehrere Quadratmeter großen Deckschichten und Verbundelemente, Flexibilität hinsichtlich der zu bewegenden Elementmassen und zuverlässige Verfügbarkeit waren die Kernanforderungen an die Servotechnik – die von fast 100 Hypoidund Planetengetrieben sowie Ritzel/Zahnstange-Linearsystemen inklusive Schmierzubehör von Wittenstein Alpha sicher erfüllt werden. „Ausschlaggebend für die sichere Beherrschung der Handlingskinematiken ist vor allem die Tatsache, dass uns Wittenstein mit umfangreichen Simulationen und Auslegungsberechnungen über die gesamte Projektlaufzeit hinweg zeitnah und umfassend unterstützt hat“, hebt Michael Schäpers, Geschäftsführer von Lightweight Solutions und Erfinder von Lisocore, die fachliche Beratungskompetenz bei der gemeinsamen Betrachtung der Antriebsauslegung hervor. Mehr als „nur“ leicht Lisocore ist kein Leichtbau-Werkstoff wie jeder andere, sondern ein High-Tech-Produkt mit hohem Engineeringanteil. „Hierbei handelt es sich um einen extrem materialeffizienten Leichtbau-Werkstoff. Die herausragenden Eigenschaften erreicht er durch seinen einzigartigen Aufbau“, erläutert Michael Schäpers. „Dieser besteht aus mindestens zwei dünnen Deckschichten, die durch eine dreidimensional geformte Kernstruktur miteinander verbunden werden. Durch punktuelles Fräsen der Deckschichten entstehen Vertiefungen, in denen die Kernstruktur formschlüssig aufgenommen wird. Für die stoffschlüssige Verbindung sorgt eine hochfeste Verklebung. Lisocore ist somit form- und stoffschlüssig verbunden. Dadurch unterscheidet sich der Werkstoff von allen bestehenden Leichtbau-Werkstoffen.“ Lisocore benötigt etwa 50 bis 70 % weniger Materialeinsatz und ist somit entsprechend leichter als herkömmliche Holzwerkstoffplatten. „Gleichzeitig eröffnen die speziellen Eigenschaften wie z. B. die hohe Biege- und Verbundfestigkeit oder die optimierte Tragwirkung vielfältigste Einsatzmöglichkeiten des Leichtbau-Werkstoffs im Möbel- und Innenausbau, im Messe- und Ladenbau, bei der Inneneinrichtung von Reisemobilen, Schiffen und Yachten sowie im Bühnen- und Kulissenbau, aber auch als Transportverpackung in der Logistik“, führt Michael Schäpers aus. Alles andere als leicht war hingegen die produktionstechnische Umsetzung. Sicherheit durch Engineering-Unterstützung Mit der Produktionslinie für etwa 2 Mio. m 2 Lisocore pro Jahr hat das Tochterunternehmen lws Maschinenbau GmbH ebenso Neuland betreten wie die Lightweight Solutions GmbH mit dem Leichtbau-Werkstoff. „Wir haben schnell festgestellt, dass es für unsere besonderen Produktionsanfor- 42 antriebstechnik 11/2016

derungen weder passende Maschinen noch Standards oder umfangreiche Erfahrungen auf dem Markt gibt“, blickt Michael Schäpers zurück. „Daher haben wir uns entschlossen, die Produktionslinie mit der automatisierten Handhabungstechnik selbst zu konzipieren, wobei u. a. auch die Anforderungen an die Servotechnik erst nach und nach klar wurden und sich zudem immer wieder änderten. „Mit Hilfe der eigens entwickelten Auslegungssoftware Cymex hat Wittenstein die Last- und Bewegungsdaten der verschiedenen Förderelemente und Portalachsen simuliert und bei Bedarf angepasst. Bei der Konfiguration von Antriebssträngen greift die Software auf eine ständig aktualisierte Datenbank zu, in der etwa 14 000 Motorvarianten von über 01 Z-Hub des Palettenwenders mit RP+040 als Ritzel-Zahnstange-Getriebe (links) und Schwenkarm mit SPK+240-Getriebe 50 Herstellern gelistet sind – darunter auch die Motoren von Beckhoff, für die sich lws Maschinenbau entschieden hatte. Daneben umfasst Cymex 5 mehr als 8 000 verschiedene Getriebe von Wittenstein Alpha sowie über 200 Kombinationen von Wittenstein-Linearsystemen mit allen relevanten technischen Spezifikationen. „Mit Hilfe der Auslegungssoftware konnten wir die Wittenstein-Getriebe so dimensionieren, dass die Motoren nur zu maximal 75 bis 80 % belastet sind und entsprechend schonend und geräuschoptimiert betrieben werden können“, erklärt Michael Schäpers. „Gleichzeitig stoßen die Antriebsstränge bei höheren Belastung, z. B. durch stärkere Kernmaterialien oder Deckschichten, nicht gleich an ihre Grenzen – d. h. die Produktionslinie ist so flexibel und verfügbar, dass auch neue Lisocore-Varianten gefertigt werden können.“ Optimierte Auslegung Die Produktionslinie hat eine Grundfläche von etwa 500 m 2 . „Die Anlage bohrt und beleimt rohe sowie dekorativ beschichtete Deckschichten aus unterschiedlichen Materialien und verpresst sie mit der dreidimensional geformten Kernstruktur“, erklärt Marcus Wehner, Leiter Vertrieb und FuE bei Lightweight Solutions. „Im ersten Arbeitsschritt der Anlage nimmt ein sogenannter Plattenwender von einem Stapel eine Deckplatte auf und legt sie auf einem Förderelement ab, das sie zur nächsten Station transportiert.“ Diese Handhabung erforderte einen besonderen auslegungstechnischen Feinschliff – zum einen, weil über der liegenden Platte eine entsprechend großvolumige Luftsäule steht, deren Gewicht bzw. Verdrängung durch die Bewegung kinematisch berücksichtigt werden muss. Zudem überlagern sich in der Schwenkeinheit simultan ausgeführte Hub- und Drehbewegungen. „Mit Hilfe von Wittenstein haben Perform better. Naturally. Komplette Antriebssysteme • Steuerung • Servoantriebe • Servomotoren • Schrittmotoren Nürnberg 22-24.11.2016 02 Im Gespräch mit Daniel Meißner lobt Michael Schäpers (links) die fachliche Beratungskompetenz bei der Antriebsauslegung Besuchen Sie uns Halle 1 - 420 Servotronix GmbH Tel: +49 2153 1398586 www.servotronix.com