Schwebend, kontaktlos, intelligent! - x, y, z Bewegung a, b Neigung c Rotation um 360 - Beckhoff New Automation Technology
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: Schwebend,
kontaktlos, intelligent!
x, y, z Bewegung
a, b Neigung
c Rotation um 360°
XPlanar: Das Planarmotorsystem XPlanar bietet durch PC-basierten Steuerungstechnik von Beckhoff
freie 2D-Produktbewegung mit bis zu 6 Freiheits- vorhanden. XPlanar empfiehlt sich als Handling-
graden neue Möglichkeiten im Produkthandling. system für die wirtschaftliche Losgröße-1-Ferti-
freie 2D Produkt Schwebende XPlanar-Mover bewegen sich über
individuell angeordneten XPlanar-Kacheln und
gung in der Maschine der Zukunft.
bewegung mit
folgen frei programmierbaren Tracks. 6D-Produkt-
bearbeitung und 2D-Transport werden dynamisch
in einem System vereint, während Multi-Mover-
bis zu 6 Freiheits Control paralleles und individuelles Produkthand-
ling ermöglicht. Mechanischer Verschleiß und
graden
aufwändige Reinigungsprozeduren gehören der
Vergangenheit an. Durch die vollständige Inte-
gration in TwinCAT und die zentrale Steuerung
über einen PC sind alle gewohnten Vorteile der
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3
XPlanar-Prinzip: Das XPlanar ist ein Planarmotor, der wie rota- Flüssigkeiten können ohne Überschwappen ver-
torische Motoren aus mehreren ortsfesten, fahren werden, Verschleiß und Emissionen durch
bestromten Spulen (Kacheln) und ortsveränder Abrieb sind ausgeschlossen. Das XPlanar-System
schwebende Mover lichen Permanentmagneten (Movern) besteht.
Im Gegensatz zu rotatorischen Motoren sind so-
empfiehlt sich als neues Antriebskonzept: im
allgemeinen Maschinenbau ebenso wie in der
für kontaktlose
wohl die Spulen als auch die Permanentmagneten Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
planar – also flächig in einer Ebene – angeordnet.
Die XPlanar-Kachel ist der elektrisch aktive Teil
Bewegung des Systems: Die Stromregelung der enthalte-
nen Spulen lässt die Mover über den Kacheln
schweben. Die Mover sind elektrisch passiv und
besonders unempfindlich. Durch den einzigartigen
Schwebeeffekt werden etwaige Verunreinigungen
durch Transportgut nicht in der Anlage verteilt;
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Ein mit Permanentmagneten bestückter
Planarmover schwebt über Planarkacheln,
die ein Magnetfeld erzeugen und die
Moverposition erfassen.
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XPlanar-Vorteil: XPlanar vereint hochdynamischen 2D-Produkt- kante Vereinfachung von Bearbeitungsstationen.
transport und präzise 6D-Produktbearbeitung XPlanar ersetzt in geeigneten Anwendungsfällen
in einem System. Die XPlanar-Mover verfahren XY-Portale oder Robotiken und reduziert die me-
Ein System für mit bis zu 2 m/s und können auf bis zu 50 µm
wiederholgenau positioniert werden. Die Mover
chanische Komplexität der Maschine erheblich.
Die einzigartige 360°-Rotation eröffnet weitere
Transport und
bewegen sich vollständig unabhängig, jedes Freiheitsgrade für die Inspektion, Ausrichtung
Produkt nimmt einen individuellen Weg durch oder das Zentrifugieren von Produkten.
die Anlage. Unterschiedliche Produkte können
Bearbeitung parallel in einer Maschine gefertigt werden: ideal
für eine ökonomische Losgröße-1-Produktion.
Dem freien 2D-Verfahren der Mover können
Kipp-, Neige- und Hebebewegungen für die
6D-Positionierung überlagert werden. Es ent
stehen innovative Möglichkeiten für die signifi-
Schwebende
Planarmover
Skalierbare
kg Nutzlast
360°-
360° Rotation
5° Kippen
um bis zu 5°
Heben
um bis zu 5 mm
Dynamisch
mit bis zu 2 m/s
6D-
Bewegung
Beliebiges
Anlagenlayout
Individueller
Produkttransport
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Positioniergenauigkeit Technische Daten Bemerkung
Positionsauflösung 1 μm (x, y, z) Genauigkeiten innerhalb
0,001° (a, b, c) einer Kachel
durchschnittliche
Absolute Genauigkeit (±) 150 μm (x, y, z)
Kacheltemperatur 40 °C
0,3° (a, b, c)
durchschnittliche Umge-
Wiederholgenauigkeit (±) 50 μm (x, y) bungstemperatur 24 °C
(±) 60 μm (z) konstante Movertemperatur
0,1° (a, b, c)
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XPlanar-System: Das XPlanar-System überzeugt durch eine Zugriff auf das System durch einen zentralen In-
kompakte Systemarchitektur. Zum Betrieb dustrie-PC. Dies erlaubt eine ideale Abstimmung
werden lediglich Kacheln, Mover, ein Beckhoff des XPlanar-Systems mit anderen Anlagenteilen
Plug-and-Play Industrie-PC mit TwinCAT sowie Leitungen für
Stromversorgung und EtherCAT G benötigt.
sowie eine einfache Diagnose und Optimierung
der Maschine. Neue Systemfunktionalitäten
für Maschinen-
Der Industrie-PC wird über EtherCAT G mit der können durch ein Softwareupdate der zentralen
ersten XPlanar-Kachel verbunden. Von dort wird Steuerung unkompliziert in bestehende Anlagen
die EtherCAT-G-Kommunikation von Kachel zu eingespielt werden.
konzepte von Kachel fortgesetzt. Eine Querkommunikation
zwischen einzelnen XPlanar-Kacheln wird nicht
morgen
benötigt. Zusätzliche Infrastrukturkomponenten
wie Port Multiplier oder externe Netzteile entfal-
len vollständig. Entsprechend der PC-basierten
Steuerungsphilosophie von Beckhoff erfolgt der
Industrie-PC:
skalierbare Hardware-
plattform
TwinCAT:
Softwareplattform für
Steuerung und Engineering
Der Feldbus EtherCAT G:
hochperformant
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XPlanar-Mover: XPlanar-Kachel:
in drei Größen frei konfigurierbare
frei positionierbar Anordnung
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XPlanar-Kachel: Die XPlanar-Kachel ist die vollintegrierte An- und den Footprint der Gesamtanlage deutlich
triebseinheit des XPlanar-Systems. Eingespeiste verringert. Eine Anpassung der XPlanar-Kachel an
Energie wird in präzise geregelte, elektromagne- unterschiedliche Umweltbedingungen ist ebenfalls
vollintegriert tische Felder umgewandelt. Die Felder bringen
die XPlanar-Mover zum Schweben und führen
möglich. So können Kunststofffolien, Glasscheiben
oder nichtmagnetische Edelstähle auf die Kachel
für minimalem
diese entlang frei wählbarer Wegpunkte über die oberfläche aufgebracht werden. Hierdurch wird
XPlanar-Kacheln. Alle zur Erzeugung und Regelung die Kachel vor Flüssigkeiten, Reinigungsmitteln
der Magnetfelder benötigten Komponenten sind in oder mechanischen Einwirkungen geschützt.
Platzbedarf der XPlanar-Kachel integriert. Dies beinhaltet so-
wohl die Spulengruppen und die zugehörige Leis-
Der Einsatz des XPlanar-Systems ist somit auch
unter anspruchsvollen hygienischen Bedingungen
tungselektronik als auch die Positionserfassung möglich.
und das Netzteil inklusive EtherCAT-G-Kommuni-
kation. Es ergibt sich ein kompakter und hochfunk-
tionaler Aufbau, welcher den Installationsaufwand
10APS4322-0000-0000 Freie Wahl der Oberflächen: Leicht zu reinigendes Glas,
XPlanar-Kachel, 110/230 V AC/24 V DC, Edelstahl im Hygienic Design oder Kunststofffolie unter-
240 mm x 240 mm x 67 mm, stützen den Einsatz im Reinraum und in der Pharma- und
Eigengewicht 5,6 kg Lebensmittelindustrie.
Leistungsaufnahme Daten (Mittelwert) Bemerkung
Pro Mover APM4330, 2 mm Flughöhe, unbelastet, Stillstand 24 W positionsabhängig
Pro Mover APM4330, 2 mm Flughöhe, 1000 g, Stillstand 54 W positionsabhängig
Pro Mover APM4330, 2 mm Flughöhe, 1500 g, Stillstand 77 W positionsabhängig
11XPlanar-System: Die Anordnung der XPlanar-Kacheln ist frei herausgefahren werden. Die freie Kachelanordnung
definierbar und richtet sich vollständig nach den und Erweiterung bietet ein Höchstmaß an Zukunfts-
Anforderungen der Anwendung. Quadratische, sicherheit und Flexibilität bei der Gestaltung des
individuell und rechteckige, L-förmige oder ringförmige Systeme
können problemlos realisiert werden. Je nach
individuellen XPlanar-Systems. Gleichzeitig wird
der Platzbedarf durch die ideale Abstimmung von
bedarfsgerecht
Movergröße kann ein linearer Produktransport Movern und Kacheln minimiert.
mit Hin- und Rückweg auf ein oder zwei Kachel
breiten Systemen realisiert werden. Um das
erweiterbar XPlanar-System an neue Herausforderungen
anzupassen, können einzelne Kacheln und Mover
nach der Erstinstallation hinzugefügt werden. Für
besondere Anwendungen können XPlanar-Kacheln
durch weitere Aktoren zur Laufzeit der Applikation
horizontal oder vertikal aus dem Kachelverbund
Flächenanordnung:
kompakte Anordnung
kurze Transportwege
flexible Nutzung
12Track-Anordnung:
verbindet Anlagen
ermöglicht Pufferzonen
einfache Stauumfahrung
13XPlanar-Mover: Der XPlanar-Mover ist die magnetisch schwe- einzelnen Mover multipliziert sich in diesem
bende, freibewegliche und kabellose Kompo- Fall mit der Anzahl der Mover im Verbund.
nente des XPlanar-Systems. Durch eine innovative Für besonders hohe Produktpackungsdichten
einfache Anordnung ermöglichen die integrierten Dauer-
magnete ein kraftvolles Schweben und Verfahren
stehen Mover mit einer Kantenlänge von 115 mm
bereit. Bis zu vier Mover dieses Typs können
Reinigung,
von Lasten. Der XPlanar-Mover ist passiv, ohne gleichzeitig auf einer XPlanar-Kachel betrieben
bewegte Teile oder Anschlüsse. Durch seine werden. Eine lückenlose Produktverfolgung und
glatten und kantenfreien Oberflächen ist er leicht ein Systemstart ohne Referenzfahrt werden durch
skalierbare zu reinigen. Für unterschiedliche Produktgrößen
und Gewichte stehen diverse Movergrößen mit
die optionale Mover-ID ermöglicht. Zu jedem
Zeitpunkt und unabhängig von der Position ist
Nutzlast
einer Traglast von bis zu 4 kg zur Verfügung. eine global eindeutige Identifikation jedes Movers
Die Mover können mechanisch gekoppelt werden möglich.
oder auch im Verbund agieren, um Traglasten
jenseits der 4 kg zu bewältigen. Die Traglast der
140,4 kg 1,5 kg 4,2 kg 1,0 kg
Nutzlast Nutzlast Nutzlast Nutzlast
APM4220-0000-0000 APM4330-0000-0000 APM4550-0000-0000 APM4330-0001-0000
XPlanar-Mover, Aluminium- XPlanar-Mover, Aluminium- XPlanar-Mover, Aluminium- XPlanar-Mover, Edelstahl,
gehäuse harteloxiert, gehäuse harteloxiert, gehäuse harteloxiert, 155 mm x 155 mm x 12 mm
115 mm x 115 mm x 12 mm 155 mm x 155 mm x 12 mm 235 mm x 235 mm x 12 mm
15XPlanar-Software: Die vollständig in TwinCAT integrierte Software sind realisierbar. Durch die tiefe Integration in
TF5890 steuert alle Funktionalitäten des XPlanar- TwinCAT stehen alle gewohnten Möglichkeiten
Systems von einem zentralen Beckhoff Industrie- der PC-basierten Steuerungstechnik von Beckhoff
zentrale Steuerung PC: grafische Systemkonfiguration, Echtzeitansicht
des Systems, intelligente Bahnplanung und präzise
parallel zur XPlanar-Steuerung zur Verfügung
(TwinCAT, PLC IEC 61131, Motion, Measurement,
für die XPlanar-
Positionsregelung gehen fließend ineinander über. Machine Learning, Vision, Communication, HMI).
Die Positionsvorgabe der Mover übernimmt das
Track Management: Der Nutzer definiert freie
Anwendung 2D-Tracks, denen die Mover intelligent folgen und
automatisch Kollisionen vermeiden. Über Weichen
funktionalitäten können die Mover zwischen
einzelnen Tracks wechseln. Auch komplexe und
überlagerte 6D-Bewegungen basierend auf CNC
mit GCode oder CAM sowie freies 2D-Verfahren
Track Management:
frei definierbare Verfahrwege
automatische Kollisionsvermeidung
einfache Stationsverbindung
kombinierbar mit freien 6D-Bewegungen
(CAM, CNC mit GCode etc.)
Track 3 Tra
16Track 1
Track 2
ack 4 Track 5
17XPlanar-Einsatz: XPlanar ermöglicht innovative Anlagenkonzepte Amplitude und Frequenz ausgeführt werden,
in den unterschiedlichsten Branchen. Anwendun- um Substrate zu vermischen. Zur zeiteffizienten
gen in der Lebensmittel-Industrie profitieren von Gestaltung des Anlagendurchlaufs können derar-
setzt branchen den hervorragenden Hygieneeigenschaften der
XPlanar-Kacheln und -Mover. In der Elektronik-
tige Schüttelbewegungen dem Produkttransport
von Station zu Station überlagert werden. Diese
übergreifend
fertigung kann die freie und hochgenaue Positio und weitere Systemeigenschaften erlauben es,
nierung von Produkten in bis zu 6 Dimensionen bestehende Herstellungsverfahren radikal neu
genutzt werden, um externe Positioniersysteme zu denken. Darüber hinaus können auf Basis des
neue Impulse zu substituieren. So verfährt der XPlanar-Mover
präzise unter fest installierten Klebedüsen
XPlanar-Systems Anlagen konstruiert werden,
welche erstmalig die wirtschaftliche Umsetzung
oder Bestückungsautomaten zur Realisierung von bisher unmöglichen Produktionskonzepten
einzelner Prozessschritte. Im Pharma- und erlauben.
Laborumfeld können softwarebasierte Schüttel-
und Vibrationsbewegungen mit definierter
ruckfreie Positionierung
hohe Dynamik
flexibler Einsatz
18 leichte Reinigung kein Überschwappen
chemisch beständige keine Verschleppung
Oberfläche von Kontaminierungen
hygienisches kein Abrieb
Produkthandling
19XPlanar-Starterkits: Für den schnellen Einstieg in die Technologie Der erste Schritt zur individuellen XPlanar-Applika
stellt Beckhoff mit den XPlanar-Starterkits tion gelingt so spielend.
schlüsselfertige Systeme bereit. Die Starterkits
schneller Einstieg werden mechanisch assembliert und vor-
getestet geliefert. Der Lieferumfang beinhaltet
in revolutionäre
die XPlanar-Kacheln, ein robustes Maschinenbett,
die XPlanar-Mover, einen hochperformanten
Industrie-PC sowie ein Softwarebeispiel. Nach
Technologie dem Öffnen der Transportbox kann unmittelbar
mit ersten Tests begonnen werden. Die Nutzung
der Starterkits vermittelt sowohl einen Überblick
über die grundsätzlichen Möglichkeiten der
Technologie als auch einen Eindruck von der
Programmierung konkreter Applikationen.
APS9000
Starterkit für Planarmotortechnologie,
6 (2 x 3) Planarmotorkacheln APS4322,
2 Mover APM4330, Embedded-PC CX2062,
Software, betriebsbereit vorinstalliert
APS9001
Starterkit für Planarmotortechnologie,
12 (4 x 3) Planarmotorkacheln APS4322,
4 Mover APM4330, Embedded-PC CX2062,
Software, betriebsbereit vorinstalliert
2021
Weltweit
New Automation Technology
Beckhoff realisiert offene Automatisierungs- unabhängige Steuerungs- und Automatisierungs-
systeme auf der Grundlage PC-basierter Steue- lösungen, die weltweit in den verschiedensten
verfügbar: rungstechnik. Das Produktspektrum umfasst die
Hauptbereiche Industrie-PCs, I/O- und Feldbus-
Anwendungen, von der CNC-gesteuerten Werk-
zeugmaschine bis zur intelligenten Gebäude-
PC-based Control komponenten, Antriebstechnik und Automati-
sierungssoftware. Für alle Bereiche sind Produkt-
steuerung, eingesetzt werden.
von Beckhoff
linien verfügbar, die als Einzelkomponenten
oder als vollständige Systemlösung zum Einsatz
kommen. Die New Automation Technology
von Beckhoff steht für innovative, branchen-
Piteå
Oulu
Seinäjoki
Tampere
Hyvinkää
Horten Stockholm Tallinn
Stavanger
Göteborg
Hobro
Glasgow Malmö
Kolding Solrød
Rotherham
Lübeck
Haarlem Hannover Berlin Posen Piaseczno
Huntingdon
Enschede Verl Dresden
Henley-on-Thames Eindhoven Erfurt
Monheim Breslau
Zwevegem Marktheidenfeld Kattowitz
Lummen Frankfurt Prag Kiew
Nürnberg Brünn
Bras-sur-Meuse Hagenberg Trenčín
Paris Balingen Wien
Waldkirch
Schaffhausen Budapest
Orvault Lyssach Innsbruck
Yverdon-les-Bains Zürich Bürs Medvode Cluj-Napoca
Losone Zagreb
Annecy Padua
Mailand
Bologna
Bilbao
Galicien Sofia
Barcelona
Istanbul
Aveiro Madrid Bursa
Murcia Izmir
Athen
Mosta
22Weltweite Präsenz auf allen Kontinenten Beckhoff im Überblick Weiterführende Informationen
Durch die Präsenz von Beckhoff in über 75 Län- Headquarters: Verl, Deutschland Die Beckhoff-Kataloge und -Flyer stehen im
dern erhalten global aktive Beckhoff-Kunden welt- Umsatz 2020: 923 Mio € Internet zum Download zur Verfügung.
weit schnellen Service und technischen Support in Mitarbeiter weltweit: 4.500
der jeweiligen Landessprache. Darüber hinaus ist Vertriebsniederlassungen in O www.beckhoff.com/media
die geographische Nähe zum Kunden für Beckhoff Deutschland: 22
die Grundvoraussetzung für das tiefe Verständnis Tochterunternehmen/Repräsentanzen
der technischen Herausforderungen, vor denen die weltweit: 39
Kunden stehen. Vertretungen weltweit: in über 75
(Stand 04/2021)
Mio. €
950
923
900
850
800
750
700
650
600
550
500
450
400
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2008
Umsatzentwicklung
Unternehmenszentrale Distributor
Niederlassung
23DK3461-0621 Neue Freiheitsgrade nutzen: www.beckhoff.com/xplanar Beckhoff Automation GmbH & Co. KG Hülshorstweg 20 33415 Verl Germany Telefon: + 49 5246 963-0 info@beckhoff.com www.beckhoff.com Beckhoff®, TwinCAT®, TwinCAT/BSD®, TC/BSD®, EtherCAT®, EtherCAT G®, EtherCAT G10®, EtherCAT P®, Safety over EtherCAT®, TwinSAFE®, XFC®, XTS® und XPlanar® sind eingetragene und lizenzierte Marken der Beckhoff Automation GmbH. Die Verwendung anderer in dieser Dokumentation enthaltenen Marken oder Kennzeichen durch Dritte kann zu einer Verletzung von Rechten der Inhaber der entsprechenden Kennzeichen führen. © Beckhoff Automation GmbH & Co. KG 06/2021 Die Informationen in dieser Druckschrift enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsabschluss ausdrücklich vereinbart werden. Technische Änderungen vorbehalten.
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