Die von Rohwedder gewählte Lösung basiert zum einen auf Compact-Modulen vom Typ CKK mit verfügbaren Hüben zwischen 260 und 600 mm. Sie bestehen aus einem kompakten Präzisions-Aluminiumprofil mit einer Alu-Blechabdeckung sowie einer umlaufenden Spaltdichtung aus PU-Band zum Schutz der Einbauelemente und verfügen über zwei integrierte Kugelschienenführungen. Der mittig angeordnete Kugelgewindetrieb nach Toleranzklasse 7 ermöglicht eine niedrige Bauhöhe und reduziert damit den Platzbedarf. Rohwedder setzt bei vier Achsen lange Tischteile mit je vier Führungswagen und bei einer Achse ein kurzes Tischteil mit zwei Führungswagen ein. Die Compact-Module garantieren durch das spielfreie Mutternsystem eine Positioniergenauigkeit bis maximal 0,01 mm und eine Wiederholgenauigkeit bis zu 0,005 mm pro Achse.

Soviel zur reinen Mechanik. Zur Komplett-Achse wird diese erst durch die Kombination mit Motoren vom Typ IndraDyn und Reglern vom Typ IndraDrive – beide ebenfalls vom Hersteller Rexroth. Die aufeinander optimierten Motor-/ Reglerkombinationen ermöglichen Geschwindigkeiten bis zu 10 m/s und Beschleunigungen bis 15 m/s2. Die Indra- Drive-Antriebe lassen sich über Schnittstellen zu Profibus-DP, CANopen, Sercos oder Devicenet einfach in verschiedene Automatisierungskonzepte integrieren.

Zuverlässig rund um die Uhr

Eine besondere Herausforderung stellte für die Entwickler des AOI die geforderte Zuverlässigkeit im 24/7-Betrieb dar. Der Rund-um-die-Uhr-Betrieb belastet alle Komponenten der Maschinen in besonderer Weise. Jeder Stillstand des AOI unterbricht den gesamten Fertigungsablauf beim Endkunden. „Darum standen Robustheit und Wartungsfreundlichkeit an erster Stelle bei der Auswahl der mechanischen Komponenten“, betont Andreas Görtz.

Die Compact-Module tragen dem unter anderem dadurch Rechnung, dass sowohl Kugelschienenführungen als auch Kugelgewindetrieb über eine zentrale Nachschmiermöglichkeit von beiden Seiten verfügen und damit den Wartungsaufwand verringern. Die Festlager-Traverse aus Aluminium mit zweireihigem, vorgespanntem Schrägkugellager und die Loslager-Traverse mit doppelter Kugellagerung sorgen zudem für spielfreie und dynamische Bewegungen. Zentrierung und Befestigungsgewinde ermöglichen einen einfachen Motoranbau. Die Forderung nach hoher Wartungsfreundlichkeit galt nicht nur in punkto Mechanik, sondern gleichermaßen hinsichtlich der eingesetzten Elektronik. Gotthard Drexler, Projektingenieur bei Rohwedder Micro Technologies, hierzu: „Dadurch, dass bei den Rexroth-Servoantrieben die Leistungs- und Steuerteile voneinander entkoppelt sind, brauchen wir im Fehlerfall lediglich das Steuerteil auswechseln und können den Flash-Speicher mit allen Daten weiter nutzen.“

Die Software-Basispakete enthalten bereits alle notwendigen Grundfunktionen wie Positioniersatzbetrieb, Lageregelung, Drehzahlregelung und Momentenregelung. Standardisierte Erweiterungspakete umfassen Achsfehlerkorrektur, Hauptspindelfunktionen, Synchronisieren von Achsen, elektronisches Nockenschaltwerk und Technologiepakete auf Basis der integrierten Motion Logic. Bei den neu entwickelten IndraDyn-S-Motoren wählte Rohwedder als Absolutwertgeber die Hiperface-Multiturn-Variante mit 128 Zyklen pro Umdrehung. Damit entfällt die Notwendigkeit von Referenzfahrten beim Neustart – ein weiterer Zeitgewinn. Rohwedder garantiert für das AOI eine Verfügbarkeit weit jenseits der 90 % für zwei Jahre oder 10 000 Betriebsstunden. Die Feuertaufe hat die Prototypanlage bereits im 5-Schicht-Betrieb beim Endkunden bestanden.

Die Vorteile gegenüber Eigenkonstruktionen

Rexroth Compact-Module CKK bieten hohe Leistungsmerkmale bei kompakten Abmessungen.

Linearmodule kombinieren als Baugruppe Antriebssysteme, Linearführungen und Grundkörper mit flexiblen Anschlussmöglichkeiten für Motoren und Sensoren. Die aufeinander abgestimmten Komponenten sind als Baugruppe kompakter und leichter als die meisten Eigenkonstruktionen. Gerade bei bislang sehr individuell gelösten Handling- und Automationsaufgaben können komplette Linearmodule dazu beitragen, niedrigere Automationskosten durch komfortable Auswahl, einfachere Beschaffung und schnellere Montage zu realisieren. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn innerhalb der jeweiligen Baugrößen einer Baureihe die Außenmaße der Hauptkörperprofile für alle Antriebsvarianten gleich und damit austauschbar sind. Der Konstrukteur kann sich so ganz auf die Kombination der jeweiligen Stärken der verschiedenen Antriebskonzepte Kugelgewindetrieb, Zahnriemen, Zahnstange, Linearmotor oder pneumatischer Antrieb konzentrieren und sie mit geringem Aufwand miteinander verbinden.