Was haben die aktuellen Zukunftstrends wie beispielsweise Detoxing mit Antriebstechnik zu tun? Das Wort stammt aus dem Griechischen und bedeutet „weg vom Gift“. Diesen Ansatz hat FAULHABER weitergedacht und nicht mehr nur auf Nachhaltigkeits- und Umweltaspekte in der eigenen Produktion bezogen. Stattdessen gingen die Antriebsspezialisten der Frage auf den Grund, wie Antriebssysteme zu innovativen Entgiftungsmethoden beitragen können und damit zu einer besseren Zukunft. Die Antriebe selbst können zwar nichts entgiften, aber zum Beispiel dabei helfen, dass in der Landwirtschaft umweltschonender gearbeitet wird, beispielweise durch punktgenaue Düngerdosierung oder Unkrautbekämpfung ohne Chemie. Denn was bringt ein grüner Smoothie, wenn Obst und Gemüse mit Herbiziden belastet sind.
Smart Farming schont die Umwelt
Solche Smart-Farming-Konzepte setzen sich immer mehr durch. Anders als die traditionellen landwirtschaftlichen Großgeräte sind die Maschinen und Komponenten des Smart Farming in der Regel kompakter und leichter. Das heißt, dass für die Motoren oft nur wenig Einbauplatz vorgesehen ist. Trotzdem müssen sie als Antriebe genug Kraft liefern, um die jeweilige Aufgabe in zahllosen Zyklen zuverlässig zu erledigen.
Eine typische Anwendung ist das gezielte Ausbringen von Dünger: Das Düngergranulat gelangt im Optimalfall zielgenau dosiert auf das Feld. Hinter der individuellen Zuführung steckt eine ausgeklügelte Technik: Das Düngemittel wird durch mehrere Trichter zu sechs Dosierwellen mit je fünf Segmenten geführt. Die Steuerung kommuniziert über CAN-Bus mit den Dosierwellen. Deren Nockenräder unterteilen dann das Granulat in kleine Portionen. Danach wird das Granulat per Gebläse mit einem Luftstrom beschleunigt und zum Auslass befördert. Treibende Kraft der einzelnen Nockenrad-Segmente sind bürstenlose Flachmotoren der Reihe 4221…BXT. Bei nur 42 mm Durchmesser liefern sie dank innovativer Wickeltechnik und optimierter Auslegung ein Drehmoment von 134 mNm. Sie wurden außerdem mit einem applikationsspezifischen Getriebe ausgestattet. Die Drehzahl des Motors regelt dann die Menge des ausgebrachten Düngers.
Der Trend zum Detoxing lässt sich aber auch bei der Unkrautbekämpfung verfolgen: Werden hier weniger oder keine Herbizide eingesetzt, müssen wir unseren Körper weniger entgiften. Wenn auf dem Feld zum Beispiel Roboter eingesetzt werden, die mittels gezielter Laserbestrahlung unerwünschte Unkräuter verbrennen, lässt es sich bei der Unkrautvernichtung ohne Chemie auskommen. Treibende Kraft für die präzise Positionierung des Laserstrahls sind wieder kompakte Antriebssysteme von FAULHABER, die ihre Aufgabe in zahllosen Zyklen zuverlässig erledigen, dabei hocheffizient arbeiten und robust genug sind, um auch unter rauen Umgebungsbedingungen auf dem Feld dauerhaft zu funktionieren.
Patientengerechte Medizintechnik
Ein weiterer Bereich, in dem innovative Antriebssysteme zu einem Detoxing beitragen können, ist die Medizintechnik, zum Beispiel bei der Insulinversorgung von Diabetespatienten. Hier gibt es seit einiger Zeit Insulinpumpen, die der Patient am Körper trägt. Sie geben kontinuierlich eine kleine Menge Insulin ab; das nach den Mahlzeiten zusätzlich benötigte Insulin lässt sich per Knopfdruck steuern. Für die meisten Anwender ist das im Alltag eine große Erleichterung und für den Körper bedeutet die gleichmäßige Regulierung weniger Stress.
Zentraler Bestandteil der Insulinpumpen ist eine Ampulle mit dem Insulin, das bei Bedarf mit der batteriebetriebenen Pumpe über einen Katheter und eine Kanüle in den Körper gelangt. Ein kleiner Motor drückt über die Gewindestange den Stopfen der Insulinampulle so nach vorne, dass Insulin abgegeben wird. Die Anforderungen an den Motor sind dabei äußerst hoch: Um das tragbare Gerät leicht halten zu können, muss der Motor kompakt sein, in der Regel darf der Durchmesser nicht mehr als etwa 10 mm betragen. Dabei muss er eine zuverlässige und präzise Leistung erbringen, denn sowohl zu wenig als auch zu viel Insulin sind für den Patienten schädlich. Zudem muss er wegen des Batteriebetriebs sehr effizient arbeiten. Aus dem Hause FAULHABER kommen dafür verschiedene Motorentechnologien in Frage: DC-Motoren mit Edelmetallbürsten, bürstenlose Motoren mit 2-Pol-Technologie sowie Schrittmotoren.
Die Insulinpumpe als tragbare medizinische Pumpe wird heute bereits von vielen Diabetespatienten genutzt, doch es zeichnen sich bereits weitere Anwendungsgebiete ab. Denn auch bei anderen chronischen Krankheiten wie etwa Parkinson oder bei Immundefekten sind Patienten auf regelmäßige Injektionen angewiesen.
Antriebssysteme schnell ins Feld bringen
Der zweite Zukunftstrend, den die Antriebsspezialisten in der eigenen Entwicklung umsetzen, ist „Simplexity“. Damit bezeichnet die Zukunftsforschung die einfache, möglichst intuitive Bedienbarkeit von komplexen Systemen, also auch die Anwenderfreundlichkeit technischer Geräte, zu denen auch Antriebe zählen.
Die analogen Zeiten sind in der Antriebstechnik weitgehend Geschichte. In der modernen Automatisierungstechnik sind vernetzte Lösungen Stand der Technik. Anlagenbauer stehen dabei vor der Herausforderung, Antriebe in heterogene Systeme zu integrieren, in denen 50-W-Servos gleichberechtigt neben Antrieben mit mehreren KW Leistung betrieben werden. Wo früher Kleinstservos durchaus auch über analoge Sollwerte oder einfache RS232-Schnittstellen eingebunden wurden, sind zum Beispiel in Robotik und Maschinenbau die durchgängige Verfügbarkeit von Standardkommunikationsschnittstellen wie EtherCAT bis hin zu kleinen Baugrößen eher die Regel als die Ausnahme. Die Antriebskonfiguration ist dadurch heute deutlich komplexer als noch vor einigen Jahren, sollte im Sinne von Simplexity allerdings nicht komplizierter sein.
Im Kern begegnet FAULHABER den Anforderungen aus den heterogenen Anlagen mit einem deutlich erweiterten Produktsupport. Anwender aus Robotik und Maschinenbau sind Experten für ihre Prozesse, die Details der Antriebskonfiguration sind eher eine Hürde. Großen Wert legen die Antriebsexperten daher auf eine möglichst einfache Inbetriebnahme unterschiedlichster Antriebskonfigurationen mit dem kostenlos verfügbaren FAULHABER Motion Manager.
Bedien- und Konfigurationsprogramm für Speed- und Motion-Controller
Die Software bietet dem Anwender eine umfangreiche Unterstützung bei Inbetriebnahme und Konfiguration. Die grafische Benutzeroberfläche ermöglicht eine einheitliche und intuitive Vorgehensweise unabhängig von der Gerätefamilie und der verwendeten Schnittstelle. Neben einem neu gestalteten Bereich zur einfachen Inbetriebnahme und Konfiguration der Antriebssysteme enthält der neue Motion Manager verschiedene Tools zum Bedienen und Beobachten des Antriebsverhaltens, eine Entwicklungsumgebung für Ablaufprogramme und einen Wartungsbereich für Diagnosen und Firmware-Update. Bei der Konfiguration werden die Gegebenheiten der Anwendung berücksichtigt, der Austausch von Antrieben wird unterstützt und der direkte Zugriff aufs Handbuch ist ebenfalls möglich.
Die nächste Hürde für die Anwender stellt dann die Integration der lauffähigen Achsen in die verschiedensten SPS-Umgebungen dar. Hilfe lässt sich im Supportbereich finden. Hier erleichtern vorbereitete Anwendungsbeispiele und Application-Notes die Arbeit. Wo nötig schalten sich die Antriebsexperten über Teamviewer auf die Kundenanlage auf.