SupraMotion 3.0 Automatisierungsmodule

 

Supraleiter und ihre Potenziale für die Industrieautomation

 

Supraleiter haben großes Potenzial für die industrielle Anwendung. Sie erlauben es, Objekte berührungslos zu lagern und zu bewegen – mit geringem Energieaufwand und ganz ohne Regelungstechnik für die Lagerung. Ihr staub- und abriebfreies Arbeiten ist ideal, um Objekte schwebend in sehr reinen Umgebungen geschützt zu transportieren. Auch die Handhabung durch Wände hindurch ist möglich.

Als erster Anbieter von Automatisierungstechnik erforscht Festo unterstützt von evico dieses Potenzial und zeigt auf der Hannover Messe 2015 drei neue mögliche Applikationen: die Lagerung und Bewegung eines Objekts auf schwebenden Walzen, eine schwebende rotierende Förderwelle mit einem kontaktfreien elektrischen Antriebsprinzip sowie die aktive und kontrollierte Übergabe eines schwebenden Magnetpucks von einem Supraleiter-Element zum nächsten. Erstmals erfolgt die supraleitende Lagerung dabei auch über die Mantelfläche eines Magneten statt über dessen Vollfläche.

SupraHelix

SupraHelix

SupraHelix: Festo AG & Co. KG

Beim Exponat SupraHelix - einer schwebenden Förderwelle - sind zwei Kryostate mit Supraleitern nebeneinander auf einem Schwenkantrieb angebracht. Unter ihre Sprungtemperatur gekühlt bringen sie eine darunter hängende Welle mit integrierten Permanentmagneten zum Schweben und halten diese in einem Abstand von acht Millimetern. Mit Hilfe des Schwenkantriebs wird die Welle in eine Neigung von 40 Grad gebracht.

Förderwelle mit berührungslosem Antrieb

Ein integrierter permanenterregter Schrittmotor versetzt die Welle berührungslos in eine Drehbewegung, sodass sie über ihr spiralförmiges Gewinde einzelne Metallringe nach oben befördern kann. Das Exponat zeigt, wie ringförmige Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert werden können. Auch zum Polieren oder Schleifen nicht ferromagnetischer Werkstoffe könnte diese federnde angetriebene Welle eingesetzt werden.

Spezifikationen

Abmessungen             1000 mm x 1000 mm
Neigungswinkel40 °
Schwebespalt8 mm
Kälteleistung je Kryostat2 x 3,0 W @ 80 K, 160 W Leistungsaufnahme
Steuerung + Antrieb Festo Systembaukasten
SupraCycle

SupraCycle

SupraCycle: Festo AG & Co. KG

Das SupraCycle zeigt erstmals die aktive Übergabe eines schwebenden Permanentmagneten von einem Supraleiter-Automatisierungsmodul zu einem anderen. Auf einer Grundplatte wurden drei um 360° drehbare Kryostate mit Supraleitern verbaut. Zwei magnetische Objektträger werden jeweils mit einem Schwebeabstand von einigen Millimetern zu den Supraleitern in den Kryostaten eingefroren und anschließend reihum von einem Kryostat zum nächsten übergeben. Eine Vorrichtung auf den Kryostaten sorgt dabei für die notwendige integrierte Intelligenz.

Kontaktlose Übergabe - systemübergreifender Transport

Auch aus dem SupraCycle lassen sich mögliche Anwendungen ableiten: Denkbar ist die berührungslose Übergabe eines Objektträgers zwischen zwei Systemen oder über Systemgrenzen hinweg, wie dies im Exponat am Beispiel von Glasfläschchen gezeigt wird. Somit werden erstmals beliebig lange Prozessketten möglich.

Spezifikationen

Supraleiterkryostat

3 x YBCO aktiv gekühlt mit Stirling Kühler

Kälteleistung je Kryostat1,5 W @ 80 K, 80 W Leistungsaufnahme
MagnetNdFeB Magnete in Halbach-Anordnung
Steuerung + Antriebe Festo Systembaukasten
SupraCarrier

SupraCarrier

SupraCarrier: Festo AG & Co. KG

Auf einer elektrischen Achse sind zwei Kryostate mit Supraleitern montiert, über denen jeweils zwei magnetische Transportwalzen schweben. Auf den Walzen liegt ein flacher Werkstückträger. Mit der Achse werden die Supraleiterelemente in horizontaler Richtung verfahren. Zwischen ihnen und den schwebenden Walzen befindet sich eine Abdeckung mit Öffnungen, durch die die Walzen mittels Absenken der Kryostate verschwinden; der Werkstückträger liegt dann auf der Abdeckung auf.

Mit solchen schwebenden Transportwalzen können flache, nicht ferromagnetische Produkte in beliebiger Größe bewegt werden. Die Transporteinheit ist frei von Schmierstoffen und sehr einfach zu reinigen – die Abdeckung schützt die Automatisierungsmodule vor Verschmutzungen und die passiven Walzen lassen sich leicht entfernen und getrennt von der Anlage säubern. Dazu kommen weitere positive Eigenschaften der Supraleitertechnologie: Die Applikation ist nahezu wartungsfrei, sehr robust, arbeitet lautlos und der Luftspalt wirkt isolierend.

Spezifikationen

Abmessungen             1000 mm x 1000 mm
Supraleiterkryostate2 x YBCO Kryostat mit aktiver Stirling-Kühlung
MagnetbaugruppeRingmagnete
Kälteleistung je Kryostat3,0 W @ 80 K, 80 W Leistungsaufnahme
Steuerung + Antrieb Festo Systembaukasten