De perfecte aandrijving kiezen: lineaire motoren of gekoppelde geleidingssystemen?

Elke beslissing heeft zo zijn gevolgen en het is belangrijk om goed na te denken welke optie op de lange termijn beter is. Evenzo kan een ontwerpingenieur zich afvragen welk formaat het beste bij zijn productiecel of –systeem past: gekoppeld of vrij bewegend? Concreet is het een kwestie van kiezen tussen lineaire motoraangedreven systemen en mechanisch gekoppelde systemen.

HepcoMotion produceert en levert al meer dan 50 jaar hoogwaardige lineaire geleidingscomponenten en -systemen en biedt oplossingen voor beide aandrijfmethodes. Krachtige gekoppelde systemen zoals het DTS-systeem zijn één van de kernproducten en meer recentelijk blijkt het GFX-geleidingssysteem van HepcoMotion voor Beckhoff XTS, één van de toonaangevende fabrikanten van lineaire motoraandrijvingen, een veelgevraagd product te zijn. Met productaanbiedingen voor beide aandrijfsystemen, bespreekt HepcoMotion vaak met de klant welke oplossing het beste is voor hun behoeften.

Alvorens een beslissing te nemen over het type systeem dat nodig is, moet het volgende beoordeeld worden: wat moet het nieuwe systeem nastreven: meer precisie, hogere snelheid of meer flexibiliteit?

Het belangrijkste onderscheid tussen systemen met gekoppelde wagens en systemen met onafhankelijk gestuurde wagens is natuurlijk flexibiliteit. Bij lineaire motorsystemen wordt de productie niet beperkt door het langzaamste proces. Processen met wisselende doorlooptijden kunnen naadloos op elkaar afgestemd worden. Deze optimalisatie verhoogt de productie-efficiëntie aanzienlijk en waar nodig kunnen voorheen gescheiden productieprocessen in één cel geïntegreerd worden. Dit kan de behoefte aan meerdere systemen in een productiecel overbodig maken, waardoor de celvoetafdruk kleiner wordt. Bovendien kan de programmering in een systeem met individueel gestuurde wagens eenvoudiger worden aangepast aan extra werkstappen of een verandering van product. Dit is een ongelooflijk belangrijke eigenschap in de steeds veranderende productieomgeving, omdat er op veel productiegebieden constant veranderingen plaatsvinden. Een dergelijke flexibiliteit is er relatief niet in een systeem met mechanisch gekoppelde wagens.

Een lineair aandrijfsysteem vraagt ​​om een ​​geavanceerde besturingstechniek, waardoor de aanschafprijs relatief hoog is. Er zijn ook kosten verbonden aan het opleiden van personeel en het optimaliseren van de productiestroom, bijvoorbeeld door de langzaamste processen twee keer uit te voeren. In veel gevallen worden deze extra kosten snel terugverdiend door een hogere productiviteit, maar niet altijd. Zo was bij een recente toepassing in een porseleinfabriek de langzaamste stap in een productieproces het schilderen van de bekers, wat 30 seconden per beker in beslag nam.

Hierdoor is de doorlooptijd voor het gehele proces van het afmaken van de beker vrij lang. Op het eerste zicht lijkt de installatie van een lineair motorisch aangedreven systeem met individueel gestuurde wagens zinvol om de doorlooptijd te verkorten en de productiviteit te verhogen. De aanschaf van een extra robot voor het verven van de bekers om de hoeveelheid bekers die door de machine gaan te vergroten, zou echter in de buurt van € 40.000 kunnen liggen, bovenop de kosten van het lineaire aandrijfsysteem. Investeren in een lineair aandrijfsysteem is in dit geval niet de moeite waard. De flexibiliteit die het biedt, is niet nodig om batchgroottes te veranderen en de hogere productiesnelheid zou de initiële investering niet voldoende doen terugverdienen.

Een ander argument ten gunste van systemen met gekoppelde wagens is in werkomgevingen met constant hoge bedrijfstemperaturen. De elektronica in lineaire motorsystemen is van nature gevoelig voor warmte. Koelmechanismen kunnen geïnstalleerd worden, bijvoorbeeld in de basisplaat, maar moeten worden ingepland tijdens het ontwerp van het systeem. Met een DTS-systeem kan de aandrijving zo geplaatst worden dat deze afgeschermd kan worden van een warmtebron.

Over het algemeen maakt de eenvoudigere structuur en de minder complexe elektronica van gekoppelde wagensystemen ze over het algemeen minder gevoelig voor vuil, vocht en extreme temperaturen. Gekoppelde systemen kunnen voordelig zijn overal waar dergelijke omgevingsomstandigheden zijn.

Bij een recente aanvraag in Frankrijk voor een toonaangevende cosmeticafabrikant werd het aantal wagens in de productiecel met 80% verminderd wanneer een lineair motoraangedreven systeem gespecificeerd werd.

Een gekoppeld wagensysteem zoals het DTS-systeem is betrouwbaar, snel en onderhoudsarm. Als flexibiliteit geen primair doel is en geen gestandaardiseerde werkprocessen met wisselende doorlooptijden nodig zijn, is een DTS-systeem goed gepositioneerd om aan alle behoeften te voldoen. Vooral voor kleinere bedrijven biedt een compleet pakket zoals een DTS-systeem een duidelijk overzicht van de kosten en zijn er geen noemenswaardige (verborgen) vervolgkosten. Aan de andere kant zijn er steeds minder ‘standaard’ productieprocessen. De behoefte aan flexibiliteit speelt een steeds grotere rol in alle bedrijfstakken. In deze gevallen biedt een lineair motoraangedreven systeem met een GFX-geleidingssysteem onverslaanbare voordelen. Uiteindelijk moet de machinebouwer kijken naar de systeemkosten en -baten als geheel. Beide systeemtypen kunnen voordelig zijn, afhankelijk van de toepassing en moet er rekening gehouden worden met het grotere plaatje. Er moet een evenwicht gevonden worden tussen prioriteiten en gevolgen, rekening houdend met de langetermijnvereisten van het systeem.