Fabrikautomatisierung

Andreas Mühlbauer,

Mechatronische Plattformen

Die Fabrik der Zukunft wird intelligenter, flexibler, vernetzter und softwarebasierter sein als heute. Die neue mechatronische Plattform von Bosch Rexroth verknüpft Lineartechnik-Komponenten mit Elektronik und Software. Die Subsysteme für die Fabrikautomatisierung sind vielseitig einsetzbar, lassen sich schnell in Betrieb nehmen und erhöhen die Produktivität.

Mit den Smart-MechatroniX-Lösungen bietet Bosch Rexroth neue Lösungsansätze für die Fabrik der Zukunft. © Bosch Rexroth

Mechatronische Systeme sind aus modernen Fertigungslandschaften nicht mehr wegzudenken. Ihre Flexibilität macht sie zu einem wichtigen Baustein für flexible zukunftsfähige Maschinen. Hier setzt Bosch Rexroth mit seiner smarten mechatronischen Lösungsplattform Smart MechatroniX an und eröffnet Anwendern neue Möglichkeiten für die Fabrik der Zukunft. Die Subsysteme, bestehend aus Lineartechnik, elektrischen Steuerungen, Software, Elektromotoren und Sensoren, eignen sich für vielfältige Anwendungen. Und sie bieten viele Vorteile – von der einfachen, schnellen Produktauswahl und -auslegung über die Konfiguration bis hin zur Bestellung über moderne eTools. All das funktioniert mit nur wenigen Mausklicks, sieben Tage die Woche, rund um die Uhr.

Mit nur wenigen Klicks lässt sich das zur jeweiligen Anforderung passende Produkt auswählen und konfigurieren. Anschließend stehen CAD-Daten für verschiedene 2D- und 3D-Systeme zur Verfügung. Ein digitaler Zwilling begleitet zukünftig alle Lineartechnik-Komponenten und -Systeme von Bosch Rexroth lebenslang. Durch dessen Einbindung in eine virtuelle Umgebung können Simulationen vorab erfolgen, und die Time-to-Market sowie die Inbetriebnahmezeiten lassen sich auf ein Minimum reduzieren. Nachhaltigkeit und ressourcenschonende Produktion spielen bei Bosch Rexroth eine immer wichtigere Rolle. Daher sind Smart-MechatroniX-Lösungen modular, skalierbar und nachrüstbar. Das ermög- licht auch langfristig einen flexiblen Einsatz der mechanischen Komponenten. Zudem lassen sich Produktionsabläufe beziehungsweise Maschinen jederzeit schnell an neue Kunden- und Marktbedürfnisse anpassen – auch bei kleinen Losgrößen. Die Langlebigkeit der Komponenten sowie die hohe Gesamtanlageneffizienz sparen zudem Ressourcen.

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Seine erste Mechatronik-Lösung hat Bosch Rexroth bereits 2019 vorgestellt: das Smart Function Kit für Press- und Fügeanwendungen. Es besteht aus elektromechanischem Zylinder, Kraftsensor, Motor, Regler und Steuerung sowie einem Softwarepaket. Produktauswahl und Auslegung erfolgen mit dem Auswahl- und Auslegungstool LinSelect. Im laufenden Prozess lässt sich das Smart Function Kit über offene Schnittstellen vernetzen und bequem per Tablet überwachen. Dies ermöglicht maximale Transparenz, reduziert Stillstandszeiten und erhöht die Produktivität der Maschinen. Ob Montage, Fügen, Umformen, Prüfen oder Testen, das Smart Function Kit für Press- und Fügenanwendungen eignet sich für viele standardisierte Anwendungen mit Kräften von 2 bis 30 kN.

Eine zweite Lösung ist das neue Smart Function Kit für Handling-Aufgaben. Es basiert auf einem kartesischen Mehrachs-System, das Bauteile oder Werkstücke in einem definierten Raum zuverlässig und präzise bewegt. Rexroth-Lineartechnik-Komponenten werden auch hier mit Steuerungstechnik und Software zu einer perfekt abgestimmten Systemlösung verknüpft. Die einfache Produktauswahl via LinSelect, die schnelle Konfiguration mit dem Online-Konfigurator sowie die komplette Lieferung in einem Paket machen die Beschaffung leicht. Ein Wizard führt schnell und intuitiv durch die Inbetriebnahme. Die visuelle Bediensoftware ermöglicht eine grafische Prozesskonfiguration via Drag and Drop, ohne jegliche Programmierkenntnisse. Das alles sorgt für eine kurze Time-to-Market und einen schnellen Produktionsstart. Die Software visualisiert zudem Prozess- und Statusinformationen und dokumentiert diese für Qualitätszwecke. Bei Handling-Aufgaben und Automatisierungstechnik ist das Smart Function Kit die ideale einbaufertige Positionier- und Handling-Lösung. Sie lässt sich intuitiv via HMI bedienen.

Eine dritte Lösung, die derzeit entwickelt wird, ist ein sensorgestütztes Ausgleichsmodul mit unabhängiger Kinematik in sechs Freiheitsgraden: der Smart Flex Effector. Er erhöht die Präzision, beispielsweise bei Handling-Robotern, und erschließt neue Einsatzgebiete für Roboter und kartesische Systeme. Die hier eingesetzte taktile Technologie reduziert Fehler, spart Zeit und Kosten bei der Inbetriebnahme und während des Betriebs. Alle sechs Freiheitsgrade sind unabhängig voneinander beweglich. Dadurch kann sich das Werkzeug beziehungsweise das gegriffene Werkstück optimal an den Kontaktflächen ausrichten. Mit dem Smart Flex Effector lässt sich die Lageabweichung des Werkzeugs oder Werkstücks mit Hilfe hochauflösender Positionssensoren erfassen und in aktive Korrekturbewegungen des Manipulators übersetzen. Die intelligente Sensorik gibt detailliertes Prozessfeedback und ermöglicht so im Zusammenspiel mit der Ausgleichskinematik eine Nachjustierung in Echtzeit. Die Messwerte des Smart Flex Effectors geben Auskunft über die Prozessqualität und eignen sich zur Qualitätsüberwachung und -protokollierung.

Mechatronik-Lösungen mit Potenzial

Der Smart Flex Effector kann künftig als Ausgleichmodul bei Handling- oder Fügeprozessen mit engen Toleranzen in der Automatisierungstechnik oder Robotik zum Einsatz kommen – beispielsweis zum Fügen von Kleintoleranzen, zur Qualitätsdokumentation und Tool-Center-Point-Erfassung oder für die automatisierte Kompensation von Positionsdrifts in den rotatorischen Achsen sowie in X-, Y- und Z-Richtung.

Mit dem Smart Function Kit bietet Bosch Rexroth eine Einzel- und Mehrachs-Systemlösung, die sich intuitiv via Web-HMI bedienen lässt. © Bosch Rexroth

Smarte, vernetzte Mechatronik-Lösungen haben Potenzial. Sie reduzieren die Engineering- und Inbetriebnahmezeiten um bis zu 80 Prozent und sorgen für eine hocheffiziente nachhaltige Produktion. „Unsere neuen Produkte und Lösungen sind unser Beitrag zur Fabrik der Zukunft“, sagt Dr. Simon Hertenberger, Leiter des Produktbereichs Mechatronik im Geschäftsbereich Linear Motion Technology bei Bosch Rexroth. „Mit Blick auf die Bedürfnisse unserer Kunden verfolgen wir völlig neue Lösungsansätze, um aktuelle und zukünftige Anforderungen in der Fabrikautomation zu erfüllen.“

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