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Antriebssystem

Pneumohydraulik versus Elektromechanik

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Edgar Grundler Freier Fachjournalist
TOX PRESSOTECHNIK GmbH & Co. KG

Praxisvergleich: Einsatz in Roboterzangen zum Clinchen

In einem praxisrelevanten Vergleich hat Tox Pressotechnik seine Tox-Roboterzangen zum Clinchen per Tox-Rund-Punkt-Verfahren gegenübergestellt. Die Roboterzangen basieren auf identischen C-Bügeln und unterscheiden sich lediglich durch den Antrieb. Zum Einsatz kommen ein Tox-Kraftpaket vom Typ RZK (pneumohydraulischer Antrieb) mit Zangen-Installationsadapter und mit Prozessüberwachungseinheit CEP bzw. der Antriebszylinder Tox-Electricdrive vom Typ EPMR inklusive Servoregler und Versorgungs-Schaltschrank.

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Es wurden je zwei Baugrößen gegenübergestellt – nämlich das Kraftpaket RZK für 55 kN sowie für 80 kN bzw. der EPMR für 55 kN sowie für 100 kN. Die Kraftpaket-Antriebszylinder bauen größer als die elektromechanischen Antriebszylinder. Schnittstellen für Bussysteme bietet das Kraftpaket RZK immer nur für den Antrieb aber nicht für die Prozessüberwachung, wogegen der EPMR die Antriebs- und die Prozessüberwachungs-Kommunikation unterstützt. Ähnlich verschieden zeigen sich auch die Funktionsbereiche Einstellungen/Programmierung/ Umrüstung. So sind beim Kraftpaket RZK Hub (über mechanische Anschläge verstellbar), Geschwindigkeit und Beschleunigung fest eingestellt, und der Krafthub beträgt maximal 8 mm. Beim EPMR dagegen sind Hub, Geschwindigkeit und Beschleunigung variabel programmierbar, wobei die Vorgabe über PC oder SPS möglich ist, und die Krafthublänge bis zu 100 mm betragen kann. Zudem kann auch die Ablaufsteuerung frei programmiert werden. Beim Kraftpaket wird sie in der SPS oder in der Robotersteuerung programmiert.

Investment- und Betriebskosten im Blick

Die Beschaffungskosten für ein pneumohydraulisches Tox-Kraftpaket RZK, mit einer vergleichbaren Ausrüstung als betriebsfertig installierbare Einheit, sind günstiger als für einen elektromechanischen Antriebszylinder Tox-Electricdrive EPMR – allerdings unter Berücksichtigung der möglichen Zusatzleistungen des EPMR, die das Kraftpaket so gar nicht bieten kann. Bezüglich der Energiekosten ist ein Vergleich zwischen Luft- und Stromverbrauch nicht so einfach möglich. Hinsichtlich des Austauschs der Antriebseinheiten sind beide sehr einfach zu handhaben. Der Wartungsaufwand beschränkt sich beim pneumohydraulischen Kraftpaket RZK darauf, bei Bedarf Öl nachzufüllen, und auch beim elektrischen EPMR ist das regelmäßige Nachschmieren vorgeschrieben.

Für die Lebensdauer wird in beiden Fällen eine Garantie von 10 Millionen Zyklen/Hüben gewährt. Die Zykluszeiten selbst können praktisch als identisch angesehen werden, je nach Anwendung bzw. Nutzung des Krafthubs. Geht es um das Umrüsten, z. B. aufgrund von Produkt- oder Blechdickenänderungen beim Clinchen, relativieren sich die um 50 % höheren Beschaffungskosten für die elektrischen Antriebszylinder EPMR. Denn die pneumohydraulisch per Kraftpaket betriebene Roboterzange ist im Normalfall komplett auszuwechseln, während sich die elektrisch per EPMR betriebene Roboterzange ohne Probleme und mechanische Eingriffe flexibel (um)programmieren lässt.

Hohe Flexibilität mit Electricdrive

Die pneumohydraulischen Antriebszylinder Tox-Kraftpaket RZK sind besonders für Einsatzfälle geeignet, bei denen die Roboterzange eine bestimmte Materialkombination fügen soll, wofür eine einmal optimierte Hublänge ausreicht. Die elektrischen Antriebszylinder Tox-Electricdrive EPMR kommen bevorzugt zum Einsatz, wenn z. B. stückzahlbedingt eine große Nutzungs-, Anwendungs- und Umrüst-Flexibilität gefordert ist. Außerdem reduziert sich der Installationsaufwand wegen deutlich weniger Anschlussleitungen. Dadurch steigt auch die Prozesssicherheit. Die kompakte Bauform und das geringe Gewicht kommen den Automatisierungsbestrebungen und der Dynamik des Roboters zugute. Zudem gibt es kein Öl im System. Die Kompatibilität mit bekannten Schnittstellen erlaubt die einfache Einbindung in übergeordnete Steuerungs-, Prozessüberwachungs- und Produktionsprozesse. (sh)

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