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Automatisierung Supraleiter und Supergreifer für die Produktion von morgen

| Redakteur: Jan Vollmuth

Alle Jahre wieder zeigt Festo auf der Hannover Messe neue Technologiekonzepte. Auch in diesem Jahr spielt dabei wieder Supraleiter-Technologie eine Rolle – sowie eine Greifereinheit für die Motorblockmontage in der Automobilindustrie im Zeichen von Industrie 4.0.

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Rüttelvorgänge, wie sie bei Vibrationsförderern angewendet werden, lassen sich damit deutlich leiser und effizienter vornehmen.
Rüttelvorgänge, wie sie bei Vibrationsförderern angewendet werden, lassen sich damit deutlich leiser und effizienter vornehmen.
(Bild: Festo AG & Co. KG)

Supraleiter sind Materialien, die unterhalb einer bestimmten Temperatur das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand speichern können. Mit diesem Effekt lassen sich Objekte berührungslos lagern und bewegen. Der sogenannte Schwebespalt bleibt dabei selbst durch Wände hindurch stabil. Dank ihrer Rückstellkräfte nehmen die supraleitenden Magnetlagerkomponenten ihre gespeicherte Position sogar dann wieder selbstständig ein, wenn eine davon temporär entfernt wurde – ganz ohne externe Regelungstechnik.

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„Ihre besonderen Eigenschaften eröffnen Supraleitern überall dort große Potenziale, wo eine berührungslose Lagerung oder Handhabung gefragt ist. Automatisierung kann damit auch in Bereiche vordringen, die bislang als nicht oder nur sehr schwer automatisierbar galten“, sagt Georg Berner, Leiter Strategische Unternehmensentwicklung Konzern-Holding bei Festo und Projektkoordinator für die auf Suprlaitern basierenden Supra-Motion-Konzepte des Unternehmens. „Derzeit arbeiten wir gemeinsam mit Kunden daran, erste Pilotprojekte auf den Weg zu bringen.“

Auf der Hannover Messe 2017 präsentiert Festo drei neue Anwendungsmöglichkeiten von Supra Motion:

  • Beim Supra Drive werden durch Supraleitung schwebende Schlitten hochdynamisch bewegt:

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Supra Drive bewegt Transportschlitten

Bei diesem Exponat wird ein schwebender Transportschlitten hochdynamisch verfahren und genau positioniert. Je drei Kryostate mit Supraleitern auf beiden Seiten der Verfahrstrecke lassen den Schlitten einige Millimeter über der Oberfläche schweben. Für die Bewegung und Positionierung sorgt der Antrieb aus dem Multi-Carrier-System von Festo, der zwischen den Kryostaten verbaut ist.

Neben der ruckfreien Beschleunigung und der nahezu verschleißfreien, dynamischen Bewegung bietet dieses Konzept laut Festo den Vorteil, dass alle Antriebskomponenten unter einer Abdeckung verbaut werden können. Das System soll sich dadurch sehr einfach reinigen lassen, sogar ohne den Transportvorgang zu unterbrechen. Da der Schlitten schwebt, kann er nicht durch Schmutz auf der Oberfläche des Systems behindert oder verunreinigt werden. Das sorge laut Hersteller für sichere Prozessabläufe und eine hygienische Arbeitsumgebung. Zusätzlich bewegt sich der Schlitten selbst geräuschfrei.

Anwendung für das Konzept sieht Festo in Bereichen, in denen Anlagen häufig oder während des laufenden Betriebs gereinigt werden müssen, beispielsweise in der Laborautomation, der Medizintechnik, der Nahrungsmittel- oder Pharmabranche oder Verpackungstechnik.

  • mit dem Supra Shaker wird ein schwebendes Rüttelsystem mit Neigemöglichkeit realisiert:

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Supra Shaker rüttelt in der Schwebe

Bei diesem Exponat schwebt eine Platte über einem Kryostaten mit Supraleitern. Ein Elektromotor mit Exzenter versetzt sie über eine Magnetkopplung in eine Rüttelbewegung. Zusätzlich kann er laut Festo über eine magnetische Kraftfeldübertragung in jede beliebige Richtung geneigt werden. Der Schwebespalt zwischen der Platte und dem Automatisierungssystem sorgt für eine mechanische Trennung von Werkzeug und Maschine und verhindert, dass sich die Schwingungen auf die gesamte Anlage übertragen. Rüttelvorgänge, wie sie bei Vibrationsförderern angewendet werden, ließen sich nach Meinung von Festo mit einem solchen Aufbau deutlich leiser und effizienter vornehmen. Die Platte soll sich sehr einfach austauschen und reinigen lassen, was insbesondere bei der Anwendung in staubreichen Umgebungen von Vorteil sei.

  • und Supra Loop zeigt, wie sich die Supraleiter-Technologie einfach mit anderen Transportsystemen kombinieren lässt:

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Supra Loop kombiniert Transportsysteme

Das Exponat demonstriert die Kombination unterschiedlicher Transportsysteme mit der Supraleiter-Technologie. Verbaut sind auf einem Rundkurs drei unterschiedliche Transportsysteme: ein klassisches Förderband, das Multi-Carrier-System von Festo und Siemens sowie ein Supra Motion System.

Auf dem Supra Loop werden mehrere Carrier (Wagen) transportiert. Die Magnetisierung an ihrer Unterseite dient laut Festo sowohl der Magnetkopplung mit dem berührungslosen Antrieb des Multi-Carrier-Systems als auch dem Schwebeeffekt des Supra Motion Systems. Über eine Weiche kann ein Carrier vom Förderband auf den Kryostaten mit Supraleitern umgesetzt und dann an diesen gekoppelt schwebend verfahren werden – auch über Abtrennungen und Wände hinweg.

Eine mögliche Anwendung für den Supra Loop sieht Festo in der Auskopplung einzelner Transportschlitten aus einem Bearbeitungsprozess, um mit ihnen berührungslos in einen Reinraum einzufahren oder die darauf befindlichen Objekte in einem abgeschlossenen Bereich mit Gasen oder Flüssigkeiten zu bearbeiten.

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