Ohne Panik und kostenoptimiert Endlich gelassen automatisieren

Nicht immer kommt es bei Maschinen und in der Produktion auf höchste Performance, kürzeste Reaktionszeiten, komplett transparente Vernetzung und Monitoring jeder Kleinigkeit an. Warum also teure und mit Features oft übersäte Lösungen verwenden, wenn kostengünstige Einsteigerlösungen ebenso gut die avisierte Arbeit erledigen können.

Natürlich schrillen bei vielen Verantwortlichen von Fertigungsanlagen bei Low-Cost-Komponenten gleich die Alarmglocken. Denn sehr oft müssen dann tatsächlich Abstriche im möglichen Durchsatz und vor allem bei der Zuverlässigkeit gemacht werden. Und wie sieht es bei Low-Cost-Anbietern bei Problemen und Ausfällen mit schnellem Support und Ersatzgeräten aus?

Doch es gibt Alternativen zu den beiden Extremen „sehr teuer“ und „low cost“, wo weder Abstriche in der Qualität und Zuverlässigkeit noch beim Support gemacht werden müssen. Mitsubishi Electric bietet von seinen Automatisierungslösungen kostenoptimierte Varianten an, die überwiegend auf den bisherigen Standard- und High Performance-Modellen basieren; nur eben abgespeckt und mit weniger Features. Dabei hat der Hersteller sorgfältig austariert, den Einsteigerlösungen dennoch die notwendige Performance und Funktionalität mitzugeben, um die meisten Automatisierungsaufgaben sehr gut bewältigen zu können.

Kompromisse in der Qualität und Zuverlässigkeit waren dabei ein „no go“ für den japanischen Konzern. „Egal ob es beispielsweise Frequenzumrichter oder Roboter sind, hier zählt wie bei allen Automatisierungskomponenten Qualität, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit. Deshalb haben wir bei unserem Effizienz-Line Up keinen Abstrich in der Qualität von Bauteilen gemacht, sondern lediglich den Funktionsumfang reduziert“, hebt Jan-Philipp Liersch, Marketing Manager Industrial Automation bei Mitsubishi Electric, hervor.

Mehr als ein paar günstige Komponenten

Um nicht nur punktuell einzelne Einsteigerkomponenten anbieten zu können, bietet Mitsubishi Electric in allen wichtigen Bereichen „Cost Reduced“ Modelle an. Schließlich legt der Konzern auf eine ganzheitliche Automatisierung aus einer Hand großen Wert. Nur so lassen sich weitere Kosten bei der Planung, Installation und Inbetriebnahme einsparen. Denn durch die Abstimmung der einzelnen Komponenten aufeinander wird eine problemlose Zusammenarbeit gewährleistet; es müssen keine zeitaufwändigen Anpassungen und Programmierarbeiten erfolgen.

Sollte die Performance oder die Features der Einstiegslösung (künftig) doch nicht den Anforderungen entsprechen, dann kann der Anwender einfach auf ein entsprechend performanteres Produkt hochskalieren. Mit einem extremen Vorteil: vom Engineering- über das Simulationstool bis hin zur Steuerung und Programmierung muss nicht alles komplett über den Haufen geworfen werden.

Denn zum Beispiel die Mitsubishi-Roboter mit höherer Tragfähigkeit oder ESD Zertifizierung für den Bereich der Elektronikfertigung setzen auf die gleiche Infrastruktur – sprich auch die gleiche Steuerung und Software. Das spart Aufwand, Zeit und natürlich Kosten, wenn künftig höhere oder geänderte Anforderungen an die Produktion gestellt werden.

„Wir bieten unseren Kunden mit den kostenoptimierten Serien für sehr viele Aufgaben die Möglichkeit, günstig Automatisierungsaufgaben zu lösen. Und werden punktuell doch hochperformante Komponenten benötigt, so kann er diese ebenfalls von Mitsubishi Electric einsetzen. Dabei gibt es weder einen Bruch in der Programmierung und Bedienung, noch in der Connectivity und Datenkommunikation“, ergänzt Liersch den Vorteil des ganzheitlichen Ansatzes des Herstellers.

Das Produktportfolio an kostenoptimierten Einsteigerlösungen deckt bei Mitsubishi Electric die gängigsten und wichtigsten Bereiche ab. Hierzu zählen im Antriebsbereich die kompakten Frequenzumrichter mit den Modellen FR-CS80 sowie Servoantriebe der Serie MR-JET. Die passende Ergänzung erfolgt im Steuerungssegment mit der Kompakt-SPS FX5, der zur Visualisierung und Digitalisierung die HMIs der GS-Serie zur Seite stehen.

Völlig neue Möglichkeiten für kostenoptimierte Fertigungsaufgaben eröffnen die Roboter der Melfa CR-(Cost Reduction) - Serie. Hierbei handelt es sich um günstige Einstiegsmodelle bei 6-Achs-Knickarm- und SCARA-Robotern. Abgerundet werden sämtliche Bereiche durch passende Software-Lösungen, die von der Simulation über Parametrierung und Monitoring alles abdecken.

Service und Support erhalten Anwender bei dem Effizienz-Line Up unverändert wie bei den klassischen Varianten. Das schließt natürlich auch die Ansprechpartner ein. „Egal ob ein Kunde einen günstigen Frequenzumrichter der FR-CS80 oder einen High-End-Umrichter der A800-Serie von uns bezieht oder verschiedene Varianten im Einsatz hat, die Ansprechpartner für Aufbau, Instandhaltung oder auftauchende Fragen bleiben identisch. Das vereinfacht dem Kunden das Leben“, kommentiert Liersch.

Ohne Antrieb läuft nichts

Jede Produktion oder Maschine würde sofort stehen, wenn die Antriebstechnik versagt. Servomotoren und -antriebe, Frequenzumrichter und die Vielzahl an Drehstrommotoren sorgen sprichwörtlich für Bewegung. Entsprechend wichtig ist hier Qualität und Zuverlässigkeit, auf der anderen Seite aber auch überschaubare Kosten. Denn gerade überdimensionierte Antriebe erhöhen nicht nur die Anschaffungskosten, sondern arbeiten durch ihre hohe Leistungsfähigkeit oft nicht im optimalen Wirkungsbereich.

Nachfolgend ein Beispiel, wann hohe Leistungsfähigkeit und wann ein kostenoptimierter Frequenzumrichter ideal sind: Ein Förderband am Flughafen muss immer die gleiche Geschwindigkeit haben, egal ob es leer ist oder mit einer Vielzahl schwerer Koffer beladen ist. Hier ist muss ein hochperformanter Frequenzumrichter stets die optimale Leistung zur Verfügung stellen und entsprechend regeln. Für ein kontinuierlich laufendes Förderband in der Produktion mit sehr leichtem Fördergut kann der FR-CS80 mit hoher Zuverlässigkeit und ohne Einschränkungen ebenso gut arbeiten wie ein High-End-Umrichter FR-A800 von Mitsubishi Electric – nur eben deutlich günstiger.

„Wer automatisiert, möchte generell Prozesse effizienter gestalten“, fasst es Christian Senger, Senior Product Manager Inverter, zusammen. „Die Art und Weise, wie dies angegangen wird, sollte dabei ebenso effizient sein. Mit der FR-CS80 Serie bieten wir unseren Kunden einsteigerfreundliche Frequenzumrichter, die optimal an ihre Bedürfnisse angepasst sind und sich schnell amortisieren.“ Die kostenoptimierten Umrichter sind erhältlich als einphasige 230 Volt Version und als dreiphasige 400 Volt Version. Abgedeckt werden damit Motorkapazitäten von 0,4 bis 2,2 kW beziehungsweise 0,4 bis 15 kW.

Um Skalierfähigkeit und Features geht es auch bei den Servoantrieben von Mitsubishi Electric. Denn mit MR-JET deckt der Hersteller einen Leistungsbereich von 100 Watt bis 3 kW ab. In diesem Bereich können die kostenoptimierten Servoantriebe ebenso problemlos eingesetzt werden wie die High-Performance-Modelle der Serie MR-J5. Auch bei den Schnittstellen gibt es mit Einbindung in das CC-Link IE TSN-Netzwerk oder EtherCAT bei der Echtzeitfähigkeit keine Einschränkungen. Wo ist dann der Unterschied? Die Speed Response ist beim MR-J5 nochmals besser, ebensodas Encoder-Feedback.

Mit einem Ansprechverhalten von 3,5 kHz und einem 26-Bit-Encoder können High-End-Anwendungen wie beispielsweise Chip-Mounter, wo es um die letzten Mikrometer Positioniergenauigkeit ankommt, realisiert werden. Hier kommt der MR-JET mit 22-Bit-Encoder dann an die Grenzen. Doch auch hier gilt: Bei den allermeisten Applikationen von Zuführrbändern über Wickelapplikationen bis hin zu Verpackungsmaschinen mit bis zu 100 synchronisierten Achsen reicht der MR-JET locker aus.

Das Leistungsvermögen von bis zu 3 kW ist ebenfalls bei fast allen Standardanwendungen passend – wird mehr benötigt, kann der Anwender auf den MR-J5 wechseln. Hier wir noch mehr Flexibilität und Funktion geboten durch zum Beispiel eine größere Auswahl an Motoren oder der Nutzung von sicheren Netzwerken. „Beim Vergleich MR-J5 vs. MR-JET kann man bis zu 30 Prozent Kosten einsparen. Damit bieten wir dem Anwender ein äußerst attraktives Antriebspaket, mit dem fast alles Standardanwendungen bestens realisierbar sind“, hebt Daniel Sperlich, Produktmanager Servo Systems bei Mitsubishi Electric, die Vorzüge seines Effizienz-Line Ups hervor.

Auch bei der Bedienung und Programmierung zeigen sich beide Serien auf die identische Benutzerfreundlichkeit getrimmt. Funktionen wie Quick-Tuning und One-Touch-Tuning sind ebenso vorhanden mit zugehöriger Software und Monitoring- und Maintenance-Features; bei letzterem weist die MR-J5-Serie ein paar für den High-End-Bereich notwendige zusätzliche Möglichkeiten auf. „Das Schöne ist auch, dass Anwender den MR-JET ebenso wie den MR-J5 mit all unseren Motion Modulen unverändert ansteuern können. Je nach Performance-Anforderung lassen sich die Servoantriebe auch kombinieren, an der Programmierung ändert sich nichts“, ergänzt Sperlich.

Hochqualitative Robotik wird endlich leistbar

Günstige Robotik drängt zunehmend auf den Markt. Kein Wunder, denn damit lassen sich sehr viele Automatisierungsaufgaben sehr effizient und äußerst flexibel umsetzen. Doch wenn man sich das Feedback von Systemintegratoren und Roboterexperten anhört, sind schneller Vor-Ort-Service oder Austausch bei Defekten bei diesen Modellen oft ein Problem; schließlich sind Produktionsstillstände immer der Worst Case in Produktionsanlagen. Desweiteren leidet gerade im günstigen Segment von Einstiegsrobotik auch die Wiederholgenauigkeit bei zunehmender Einsatzdauer.

Mitsubishi Electric bietet mit seinen 6-Achs-Kickarm- und SCARA-Robotern der CR-Serie jetzt ebenfalls kostengünstige Einsteigermodelle an. Abstriche bei der Qualität waren für die Japaner aber keine Option: „Wir haben bei der Melfa CR-Serie keine Unterschiede bei der Wiederholgenauigkeit, der Lebensdauer oder der Wartung im Vergleich zu unseren hochdynamischen Robotersystemen“, hebt Michael Finke, Produkt Manager bei Mitsubishi Electric, die grundlegenden Eigenschaften hervor.

„Wir verwenden bei unseren CR Robotern die gleichen hochwertigen Getriebe- und Motorenserien der neuesten Generation wie in unseren Standard- bzw. High-Performance-Robotern. Ein Unterschied ist , dass wir in einzelnen Achsen kleinere Motoren mit weniger Leistung einsetzen, weil die damit mögliche Geschwindigkeit für sehr viele Anwendungen locker ausreicht“, An anderer Stelle sparen wir Material durch moderne interne Wabenstrukturen und ermöglichen so einen Ausgleich der geringeren Beschleunigungsleistung“, ergänzt Finke.

Oftmals müssen Roboter sowieso pausieren, um den nächsten Arbeitsschritt ausführen zu können. Möglichst kurze Zykluszeit und somit ein High-Performance-Roboter sind nicht notwendig. Die Melfa CR-Serie kann dann mit günstigen Einstiegspreisen überzeugen: Mitsubishi Electric bietet bei der CR-Serie Einsteigerpakete für die SCARA-Roboter ab rund 11.500 Euro und bei den 6-Arm-Knickroboter für rund 19.900 Euro an. Die Teaching-Box, Software und Schnittstellenkarten sowie ein Online-Seminar für den einfachen Start sind darin inkludiert. Für hochwertige Industrieroboter positioniert sich hier der Hersteller sehr konkurrenzfähig im Vergleich zu Low-Cost-Robotern, die teilweise auch auf Kunststoff setzen. Und im Vergleich zu den hauseigenen Robotermodellen mit höherer Performance ergeben sich Einsparpotenziale von bis zu 30 Prozent.

Neben der geringeren Variantenwahl muss der Anwender bei der kostenoptimierten Melfa CR-Serie nur bei den Optionen Einschränkungen hinnehmen. „Wenn ein Kunde zum Beispiel ESD-Zertifizierungen für die Robotik in der Elektronikfertigung, ATEX Zertifizierungen für explosionsgefährdete Bereiche oder spezielle Anschlussmöglichkeiten für Ventilsets am Roboterarm benötigt, dann können wir mit der Melfa FR-Serie diese Wünsche erfüllen“, erläutert Finke. Bei der CR-Serie wird auf einen standardisierten Anschluss für pneumatische Peripherie und elektrische Greifer und Sensorik gesetzt, was für die meisten Fälle ausreichend ist.

Steuern einfach gemacht

Was für die kostenoptimierte Antriebstechnik und Robotik gilt, bietet Mitsubishi Electric auch bei seinen SPSen an. Mit der sehr kompakten FX5-Serie zahlen Anwender nur für die Funktionen, die für Standardanwendungen wirklich benötigt werden. „Und reicht die bereits umfangreiche Grundfunktionalität nicht mehr aus, so lässt sich die FX5 sehr einfach modular erweitern. Das können beispielsweise TSN-Master, ein OPC-UA Server-Modul oder Servo-Motion-Module für komplexe Achsinterpolationen sein“, erläutert Sperlich das Konzept der Kompakt-SPS.

Die einfache Kommunikation der FX5-Serie mit der Antriebstechnik und Robotik von Mitsubishi Electric ist durch den ganzheitlichen Automatisierungsansatz ebenfalls garantiert. Damit können auch mit den kostenoptimierten Automatisierungslösungen des Herstellers die Digitalisierung der Produktion sowie IIoT-Konzepte umgesetzt werden. Liersch ergänzt: „Zusätzlich bieten wir bei Mitsubishi Electric den Vorteil, dass wir alles aus einer Hand liefern können und sowohl unsere kostenoptimierten als auch klassischen Lösungen stets optimal zusammenarbeiten.“