Bouwers van machines en lijnen werken nog te vaak met overdimensionering. Componenten worden ruimer gekozen om onzekerheden af te dekken, piekbelastingen op te vangen of varianten van één machineplatform mogelijk te maken. Maar die veiligheidsmarge biedt lang niet altijd de zekerheid die ze lijkt te geven. Het kan zelfs leiden tot hogere kosten en een hoger energieverbruik
Machinebouwers staan onder druk om flexibeler, energiezuiniger en kostenefficiënter te ontwerpen, terwijl de beschikbare engineeringtijd afneemt. Niet gek dus dat overdimensionering dan ook een hardnekkige reflex is, stelt Lenze in een artikel op Aandrijftechniek.
In veel gevallen is de ingebouwde veiligheidsmarge gebaseerd op aannames over belasting, pieken of toekomstige uitbreidingen die in de praktijk niet of slechts gedeeltelijk voorkomen.
Het gevolg is een aandrijfsysteem dat structureel te zwaar is uitgevoerd, waardoor motor, reductor en regelaar buiten hun meest efficiënte werkgebied functioneren.
Wat bedoeld was als risicobeheersing, vertaalt zich dan in hogere kosten, meer energieverbruik en extra complexiteit in het machineontwerp. De oorzaak ligt bovendien zelden bij één afzonderlijke component.
Kijk niet naar één component
Het is de afstemming van de volledige aandrijflijn die bepaalt hoe efficiënt een machine functioneert: van motor en reductor tot regelaar en het werkelijke belastingsprofiel.
En net die afstemming wordt al vroeg in de engineeringfase vastgelegd.
De gevolgen worden vaak pas zichtbaar tijdens gebruik. Niet alleen valt de initiële investering hoger uit, ook het energieverbruik loopt op wanneer componenten langdurig in deellast draaien of buiten hun gunstigste efficiëntiebereik werken.
Vooral in dynamische toepassingen, zoals conveyors en intralogistieke handlingoplossingen, weegt dat door. Daar volgen acceleraties, remmomenten en wisselende belastingtoestanden elkaar immers snel op.
Right sizing
Steeds meer OEM’s kiezen daarom voor een aanpak waarbij dimensionering vertrekt van de werkelijke toepassing. Dit wordt right sizing genoemd.
Daarbij staan parameters zoals belastingsprofiel, duty cycle, benodigde dynamiek en bedrijfsuren centraal.
Al in de ontwerpfase worden verschillende aandrijfconcepten tegen elkaar afgezet, zoals centrale en decentrale architecturen of uiteenlopende combinaties van motor, reductor en regelaar.
Er wordt niet alleen gelet op prestaties, maar ook op energieverbruik, inbouwruimte, bekabeling, installatietijd en de mogelijkheid om te standaardiseren over meerdere machinevarianten heen.
Al in vroeg stadium nodig
Om die omslag praktisch haalbaar te maken, zet Lenze in op Easy System Designer.
Dit is een webbased engineeringtool waarmee machinebouwers verschillende aandrijfvarianten al in een vroeg stadium kunnen configureren en objectief kunnen vergelijken.
De vergelijking gebeurt onder meer op basis van dimensionering, energieverbruik, technische haalbaarheid en systeemopbouw.
Start vanuit volledige systeem
In plaats van component per component te selecteren, start de engineer vanuit het volledige systeem.
De tool maakt zichtbaar welke impact keuzes hebben op dimensionering, prestaties en energieverbruik, maar ook op componentgrootte, koppelreserve en de globale machinearchitectuur.
Door scenario’s naast elkaar te zetten, wordt sneller duidelijk welke configuratie het best aansluit bij de toepassing, zonder in over- of onderdimensionering te vervallen.
Meer dan energieverbruik alleen
Correcte dimensionering behelst meer dan het energieverbruik alleen. Een aandrijfsysteem dat nauw aansluit bij de toepassing resulteert doorgaans in een compacter en eenvoudiger machineontwerp, met minder overcapaciteit, minder componenten én een efficiëntere integratie in de beschikbare ruimte.
Daarmee verschuift engineering steeds nadrukkelijker van het indekken van risico’s naar het gericht optimaliseren van prestaties en efficiëntie.
Niet door systematisch extra marge in te bouwen, maar door beter te begrijpen wat een toepassing werkelijk vraagt, aldus Lenze.
