Neuhausen – FANUC führt bei der Energieeffizienz konzeptionelle und konstruktive Ansätze zusammen: Konzeptionell, indem beispielsweise Servoantriebe als Alternative zu nicht oder weniger gut regelbaren Antriebskonzepten entwickelt werden. Konstruktiv, indem beispielsweise Werkstoffe wie Siliziumcarbid verwendet werden, was die Verlustleistung großer Spindelantriebe noch weiter senkt. Energie-Effizienz ist bei FANUC keine Frage der Systemgrenzen. Auf jeder Ebene lässt sich zeigen, wie sich modernste Technologie auf die Effizienz auswirkt.

Deutlich wird der integrative Ansatz bei FANUC auch dadurch, dass parallel zur Hardware auch Regeltechnologien und Software weiterentwickelt werden.  Aktuelles Beispiel dafür ist die HRV-Regelung (High Response Vector Control), mit der Servomotoren im optimalen Leistungsbereich betrieben werden. Beispiel: Die Temperatur der Motorwicklung wird per Sensor an die Antriebsregelung gemeldet und entsprechend berücksichtigt. Mit diesen Informationen wird Beschleunigung angepasst. Gleichzeitig wird in der Motorenentwicklung von FANUC deutlich, dass sich die Verlustleistungen großer Spindelantriebe durch Verwendung geeigneter Werkstoffe weiter senken lassen.

Sehr viel weitreichender ist – nicht nur unter dem Aspekt des effizienten Energieeinsatzes - die Entscheidung über das Antriebskonzept einer Produktionsmaschine. Wie praktisch, dass FANUC selbst Maschinen baut, selbst einsetzt und von daher über jahrzehntelange Erfahrung aus erster Hand verfügt. Während elektrische Servoantriebe im Werkzeugmaschinenbau längst Stand der Technik sind, steht die Servotechnik bei Pressen und bei Kunststoff-Spritzgießmaschinen nach wie vor mit hydraulischen Antrieben im Wettbewerb. Spritzgießmaschinen baut FANUC seit vielen Jahren selbst – und zwar ausschließlich mit elektrischen Servoantrieben. Eine vollelektrische Spritzgießmaschine wie die Roboshot verbraucht nur Bruchteile der Leistung einer hydraulischen Spritzgießmaschine. Zudem wird sowohl bei Spritzgießmaschinen als auch schon lange bei Werkzeugmaschinen ein System zur Rückgewinnung und Speicherung kinetischer Energie eingesetzt. Man kennt das Prinzip von Formel 1-Autos, es funktioniert aber an allen Fanuc-Maschinen viel zuverlässiger. Zu diesem Stichwort ein kurzer Schwenk: Bei Robotern hat FANUC die Energierückgewinnung als erster Hersteller zur Marktreife gebracht und eingeführt.
 

Nur „unter Last“ Strom verbrauchen

Servopressen asiatischer Hersteller stattet FANUC mit ausgefeilten Antriebspaketen aus. Vorteil der Servotechnik: Servomotoren müssen nicht ständig „unter Strom“ stehen. Grundsätzlich spricht für elektrische Servoantriebe, dass Energie nur dann eingesetzt werden muss, wenn sie tatsächlich gebraucht wird.

Einsparpotenzial bieten beispielsweise variable Hubzahlen. Das ist über Servoantriebstechnik eine leichte, regeltechnische Aufgabe. Ein Einspareffekt tritt jedoch nur im Teillastbereich auf.

Dabei entscheidet der Betreiber einer Maschine oder Anlage, welche Schwerpunkte er setzt:  Beim Steuerungstool „Power Optimization“ liegt die Priorität im optimalen Energieeinsatz. „Motion Optimization“ liefert optimierte Bewegungsmodelle mit dem Ziel der Taktzeitverbesserung.

Roboter sollen arbeiten, nicht sparen

Ganz oben im Pflichtenheft für neue Roboter steht insbesondere in der Automobilindustrie ein effizienter Umgang mit der eingesetzten Energie.
Je differenzierter die Modellpalette ist, desto einfacher ist es, einen passenden Roboter für eine bestimmte Aufgabe auszuwählen. Standardisierte Antriebs-, Regelungs- und Steuerungstechnik hilft, der Idee der Nachhaltigkeit gerecht zu werden.

Ein Blick auf Details zeigt, dass FANUC auch hier seine Hausaufgaben gemacht hat. Neue Entwicklungen in der Servotechnik fließen direkt in die Antriebstechnik der Roboter ein. Ein Beispiel dafür: Um ohne Leistungsverlust mit weniger Antriebsenergie auszukommen, setzt FANUC bei Robotern schon bislang einen stromlosen Haltemechanismus ein. Nach einer gewissen Stillstandszeit geht der Roboter in den Standbymodus. Neu ist nun, dass im Automatikbetrieb schon nach einer Sekunde dieser stromlose Haltemechanismus greift. Für den Handbetrieb, etwa beim Teachen des Roboters, lässt sich die Zeitspanne bis zum Aktivieren einstellen. Eine intelligente Steuerungstechnik von FANUC lässt bei einer Abschaltung den Roboter, prinzipiell selbst nach einem Stromausfall, wieder genau an der Stelle weiterarbeiten, an der er in die Warteposition gefahren ist – ein Allerweltskriterium, sollte man meinen.

Zudem lassen sich mithilfe der Simulationssoftware „Roboguide“ offline Taktzeit und Leistungsaufnahme optimieren. Mit wenig Aufwand lassen sich am Rechner (Achten Sie auf Geräte mit niedriger Leistungsaufnahme!) unterschiedliche Szenarien durchspielen.

Zu den Energiespar-Tools gehört ein ausgefeiltes Energie-Monitoring. Achse für Achse – sowohl bei Maschinen als auch bei Robotern – lässt sich der Verbrauch anzeigen. Außerdem sieht man, wie hoch der Energieaufwand pro Teil ist. Direkter und indirekter Energieverbrauch des Servosystems (Motor/Steuerung) lassen sich in Grenzen parametrieren.