Blue Automation

Kostensenkung durch druckluftlose Automatisierungstechnik

Energiesparende Antriebstechnik für nachhaltige Entwicklung

Die effiziente Nutzung von Energie in der Antriebstechnik ist in vielen produzierenden Unternehmen bereits eines der wichtigsten Ziele für nachhaltige Entwicklung. Dabei geht es um deren zukünftig Entwicklung und um Maßnahmen, dem wachsenden Kostendruck effektiv zu begegnen.

In der Montage- und Handhabungstechnik kommen verschiedene Aktuatoren für Linear-, Rotations- oder auch Greifbewegungen zum Einsatz. Der Schlüssel zur Reduzierung der Produktionskosten liegt in der Behebung von Leistungsverlusten in diesen energieintensiven Gesamtprozessen der Fabrikautomation.

Deshalb entscheiden sich immer mehr Unternehmen zugunsten der druckluftlosen Automatisierung und ersetzen ihre pneumatischen Zylinder durch elektrische Aktuatoren. Die Zahlen sprechen für sich.

Energiebedarf von Elektrozylindern im Vergleich zu Pneumatikzylindern

Wenn sich die Zyklusfrequenz erhöht, steigt der Energiebedarf eines Pneumatikzylinders exponential an, während der Energieverbrauch bei den energieeffizienten Elektrozylindern konstant bleibt. Somit wird der Unterschied im Energieverbrauch mit der Anzahl von Arbeitszyklen pro Minute immer größer.

Wenn beide Zylinder mit 10 Zyklen pro Minute arbeiten, beansprucht ein RoboCylinder nur 1/3 der Energie eines Pneumatikzylinders. Arbeiten beide Zylinder mit 30 Zyklen pro Minute, wird dieser Unterschied noch deutlicher: der RoboCylinder von IAI benötigt nur 1/10 der Energie eines Pneumatikzylinders!

Je mehr elektrische Zylinder in Ihrem Unternehmen eingesetzt werden, umso höher fallen die Einsparungen und damit der Return on Investment aus.

Einsparpotenzial von bis zu 90 Prozent

Häufig verwenden die Betriebe pneumatische Aktuatoren auf Grund der teilweise geringeren Investitionskosten. Die Erzeugung und Verteilung der notwendigen Druckluft geht jedoch mit sehr hohen Verlusten einher, die sich durch intensive Optimierungsmaßnahmen zwar verbessern lassen. Die technologische Grenzen sind jedoch schnell erreicht. In diesen Fällen bietet sich ein sogenanntes Substitutionsszenario an: Bei diesem werden die pneumatischen Positioniersysteme durch elektromechanische ersetzt.

Diverse wissenschaftliche Studien lieferten hierfür bereits den folgenden Nachweis: Eine derartige Substitution ist im Hinblick auf die wirtschaftlichen und ökologischen Einsparungen beim Energieverbrauch einer Optimierung von Druckluftsystemen klar vorzuziehen. So konnte hier in einzelnen Fällen ein Einsparpotenzial von bis zu 90 Prozent belegt werden.

Die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung

Die 17 Ziele der Vereinten Nationen für die Sicherung einer nachhaltigen Entwicklung traten am 1. Januar 2016 mit einer Laufzeit von 15 Jahren (bis 2030) in Kraft. Diese sogenannte Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung sind auch für produzierende Unternehmen eine Aufforderung, zu handeln. Dabei geht es um folgende Nachhaltigkeitsziele:

  • 9. Ziel: Widerstandsfähige Infrastruktur und nachhaltige Industrialisierung – eine widerstandsfähige Infrastruktur aufbauen, breitenwirksame und nachhaltige Industrialisierung fördern und Innovationen unterstützen
  • 12. Ziel: Nachhaltige Konsum- und Produktionsweisen – nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen

Die druckluftlose Automatisierung ist hierbei ein wichtiger Baustein.


Kosteneinsparung in der Fertigung

Senkung der Stromkosten

Das Einsparpotential beim Energieverbrauchs hängt von der Betriebshäufigkeit ab. Je höher die Betriebshäufigkeit, desto größer die Energieeinsparungen bei elektrischen Zylindern im Vergleich zu Pneumatikzylindern.

Basierend auf von IAI durchgeführten Tests beträgt beispielsweise der Energieverbrauch eines EleCylinders unter den folgenden Bedingungen nur 1/6 des Verbrauchs eines Pneumatikzylinders.

Betriebsbedingungen:

  • EleCylinder: EC-R7
  • Pneumatikz ylinder: Ø32
  • Hub: 300 mm
  • Geschwindigkeit 280 mm/s
  • Arbeitszyklus: 30 Sekunden proreziprokem Verfahrweg
  • Jährliche Arbeitstage: 240 Tage

Höhere Produktivität und verringerte Arbeitskosten

Pneumatikzylinder können aufgrund der Stoßwirkung, die am Hubende bei zu hoher Geschwindigkeit auftritt, nicht mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden. Elektrozylinder ermöglichen die individuelle Einstellung der Parameter BGV mit prozentualer Eingabe für weiches Starten/Stoppen bei hoher Geschwindigkeit. Dies hat eine geringere Zykluszeit zur Folge.


5 mal höhere Lebensdauer

Im Gegensatz zu einer stoßbelasteten Mechanik verfügt der EleCylinder für eine lange Lebensdauer über eine Kugelumlaufspindel
und Linearführung mit umlaufenden Kugeln. Basierend auf einer Berechnung mit den unten stehenden Parametern ist
die Lebensdauer eines EleCylinders fünfmal länger als die eines Pneumatikzylinders.