Schwebendes Transportieren und Bewegen mit Supraleitung

Festo zeigt auf der Hannover Messe drei neue Future Concepts für die Automatisierung mit Supraleiter-Technologie

(WK-intern) – Drei neue, spannende Konzepte für den industriellen Einsatz der Supraleiter-Technologie zeigt Festo auf der Hannover Messe 2017.

Beim SupraDrive werden durch Supraleitung schwebende Schlitten hochdynamisch bewegt; mit dem SupraShaker wird ein schwebendes Rüttelsystem mit Neigemöglichkeit realisiert.

Zudem wird beim SupraLoop gezeigt, wie sich die Supraleiter-Technologie einfach mit anderen Transportsystemen kombinieren lässt. In allen Exponaten kommen die einzigartigen Eigenschaften der Supraleitung zum Tragen, die ein berührungsloses Bewegen energiearm und effektiv ermöglichen.

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 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.

„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 SupraMotion-Konzepte. „Mittlerweile haben wir 15 unterschiedliche Konzepte für vier Kernthemen der Automatisierung entwickelt: Für das Transportieren in allen Raumlagen, das Übergeben von schwebenden Objekten, das Handhaben bei räumlicher Trennung und dafür, schwebende Objekte zu wechseln und in Bewegung zu versetzen. 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 SupraMotion:

SupraDrive: Dynamische lineare Bewegung

Das Exponat SupraDrive zeigt, wie ein schwebender Transportschlitten hochdynamisch verfahren und genau positioniert werden kann. Je drei Kryostate mit Supraleitern auf beiden Seiten der Verfahrstrecke lassen ihn 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 den Vorteil, dass alle Antriebskomponenten unter einer Abdeckung verbaut werden können. Das System lässt sich dadurch sehr einfach reinigen, 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 sorgt für sichere Prozessabläufe und eine hygienische Arbeitsumgebung. Zusätzlich bewegt sich der Schlitten selbst geräuschfrei. Anwendung kann das Konzept in Bereichen finden, in denen Anlagen häufig oder während des laufenden Betriebs gereinigt werden müssen, beispielsweise in der Laborautomation, der Medizintechnik, der Nahrungsmittel- oder Pharmabranche oder Verpackungstechnik.

SupraLoop: Kombination verschiedener Transportsysteme

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

Mehrere Carrier (Wagen) werden auf dem SupraLoop transportiert. Die Magnetisierung an ihrer Unterseite dient sowohl für die Magnetkopplung mit dem berührungslosen Antrieb des Multi-Carrier-Systems als auch für den Schwebeeffekt beim SupraMotion-System. 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 wäre eine 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.

SupraShaker: schwebendes Rüttelsystem mit Neigemöglichkeit

Beim SupraShaker schwebt eine Platte über einem Kryostaten mit Supraleitern. Ein Elektromotor mit Exzenter versetzt sie über eine Magnetkopplung in eine Rüttelbewegung. Zusätzlich kann 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 mit einem solchen Aufbau deutlich leiser und effizienter vornehmen. Die Platte kann sehr einfach ausgetauscht und gereinigt werden, was insbesondere bei der Anwendung in staubreichen Umgebungen von Vorteil ist.

Alle drei Exponate werden mit der Automatisierungsplattform CPX gesteuert, die mit einer OPC-UA Schnittstelle ausgestattet ist.

PM: Festo

SupraShaker: Beim SupraShaker schwebt eine Platte über einem Kryostaten mit Supraleitern. Ein Elektromotor mit Exzenter versetzt sie in eine Rüttelbewegung. / Pressebild

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