Dezentrale Antriebstechnik

Der Trend zu schaltschranklosen Maschinen

Dezentrale Antriebstechnik ist ein schnell wachsender Trend, der für eine Vielzahl von Maschinenbauern und OEMs interessant ist - von denjenigen, die eher kompakte und kostengünstige Maschinen entwickeln, bis hin zu denjenigen, die die Modularität ihrer bestehenden Maschinen verbessern wollen. Anwender dezentraler Antriebslösungen können von verschiedenen Vorteilen profitieren, etwa mehr Freiheit bei der Konstruktion, mehr Flexibilität und mehr Effizienz. Dem gegenüber stehen geringerer Installations- und Verkabelungsaufwand und weniger Platzbedarf für die Maschine.
Bild: STXI Motion Ltd.

Der Markt für dezentrale Antriebstechnik teilt sich traditionell in zwei unterschiedliche Segmente: einerseits in Motoren mit integrierten Servoreglern und andererseits in dezentrale Servoregler die in der Nähe des Motors platziert werden, den sie antreiben. Der Hauptunterschied zwischen einem integrierten Motor und einem dezentralen Servoregler besteht darin, dass bei ersterem die Regelungselektronik physisch auf der Ober- oder Rückseite der Motoren integriert ist, während der dezentrale Servoregler in der Nähe des Motors montiert wird. Bei letzteren sind zusätzliche Leistungs- und Geberkabel erforderlich, die den Motor mit dem Servoregler verbinden, während bei ersteren diese Verbindungen innerhalb des integrierten Motors ausgeführt sind. Die Montage der Regelungselektronik direkt an der angetriebenen Motoren und Achsen oder in der Nähe, kann den Verkabelungsaufwand erheblich reduzieren und einen Schaltschrank ganz überflüssig machen.

Die dezentrale Antriebstechnik wird für jene OEMs immer wichtiger, die unter starkem Druck stehen, den Platzbedarf ihrer Maschinen und die Kosten zu senken. Für einige sind integrierte Motoren im Grunde die Standardoption, wenn sie über ein schaltschrankloses Maschinendesign nachdenken.

Wenn man die Trends untersucht, die OEMs und Maschinenbauer zur Dezentralisierung veranlassen, kann man die potenziellen Vorteile und Herausforderungen besser verstehen, die integrierte Motoren in verschiedenen Branchen und Anwendungen bieten.

Bild: Interact Analysis

Die Zukunft der dezentralen Antriebstechnik

Die Zukunftsaussichten für den Markt der dezentralen Antriebstechnik sind gut: Prognosen zufolge soll der Anteil des Sektors am Gesamtmarkt für Servoantriebe zwischen 2021 und 2026 von 2 auf 5 Prozent steigen und damit deutlich stärker wachsen als der Gesamtmarkt. Die neuesten Zahlen des globalen Marktforschungsunternehmens Interact Analysis prognostizieren für den Markt der dezentralen Antriebstechnik im gleichen Fünfjahres-Zeitraum eine kumulierte jährliche Wachstumsrate von 12 Prozent. Im Vergleich dazu wird für alle anderen Segmente des Servomarktes zwischen 2021 und 2026 eine kumulierte jährliche Wachstumsrate von 6 bis 8 Prozent prognostiziert, wobei Mehrachs-Servoantriebe am oberen Ende dieser Prognose und Standard-Servomotoren am unteren Ende liegen.

Laut Tim Dawson, Senior Research Director und Leiter des Bereichs Motion Control bei Interact Analysis, hat der Markt für dezentrale Antriebe 2021 einen Wert von 381 Millionen US-Dollar erreicht und soll bis 2026 auf fast 700 Millionen US-Dollar anwachsen. Das künftige Wachstum auf dem Markt für dezentrale Antriebstechnik sei in Branchen wie der Verpackungsindustrie, der Intralogistik und der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung besonders stark. Es handelt sich dabei um Branchen, in denen komplexere Maschinen mit moderner Antriebstechnik und vielen Servoachsen eingesetzt werden und daher ein modulares Konzept vorteilhaft ist. „Man sollte bedenken, dass insbesondere die Verpackungsbranche eine Wachstumsbranche ist, in der Unternehmen ihre Konzepte häufiger überarbeiten als in anderen Branchen, sodass sich Trends und Innovationen schneller durchsetzen“, so Dawson. Er verweist hierbei auch auf den zunehmenden Bedarf an Niederspannungsprodukten (<100V) in bestimmten Branchen, die einen sicheren Spannungsbereich erfordern, einschließlich der Verpackungsindustrie, der Intralogistik, Medizin- und Laborgeräte, Halbleiter- und Elektronikfertigung sowie kollaborative und mobile Roboter.

 Mit seinen integrierten Servomotoren will STXI Motion neue Wege in Highend-Anwendungen ebnen, die bisher für dezentrale Antriebe ungeeignet sind.
Mit seinen integrierten Servomotoren will STXI Motion neue Wege in Highend-Anwendungen ebnen, die bisher für dezentrale Antriebe ungeeignet sind. Bild: STXI Motion Ltd.

US-Markt wächst besonders schnell

In Europa sind dezentrale Lösungen seit langem beliebt, da die Platzersparnis in Fabriken aufgrund der hohen Grundstückskosten schon immer ein wichtiges Anliegen der Endkunden war. Zunehmend wünschen sich jetzt auch US-Kunden kompaktere dezentrale Maschinen. „In der Vergangenheit war die Nachfrage in Nord- und Südamerika geringer, weil der amerikanische Markt von den USA bestimmt wird, wo Platz und Flächen weniger begrenzt sind, sodass die Fabriken häufig größer sind“, erklärt Dawson. „Man sollte bedenken, dass die Verpackungsbranche selbst eine Wachstumsbranche ist, in der die Unternehmen ihre Konzepte häufiger überarbeiten als in anderen Branchen, sodass sich Trends und Innovationen schneller durchsetzen“, so Dawson Aufgrund des historisch bedingten Mangels an dezentraler Maschinenarchitektur auf dem US-Markt sorgt die Modularisierung dort für ein besonders schnelles Wachstum.

Zudem fordern die Entscheidungsträger zunehmend Kostensenkungen, wo immer möglich, als Reaktion auf die Inflation und den wirtschaftlichen Druck, der durch anhaltende Probleme in der Lieferkette und die abschwächende Konjunktur entsteht. Dieser Druck zur Kostensenkung macht den Schritt hin zum dezentralen Antrieb und den damit einhergehenden niedrigeren Herstellungs- und Betriebskosten wichtiger denn je.

Motion Control ohne Schaltschrank

Ein wichtiger Trend auf dem Markt für dezentrale Antriebe ist, dass die Kunden dazu übergehen, die Hauptservoachsen der Maschinen zu dezentralisieren. Ursprünglich lag der Schwerpunkt der Dezentralisierung vor allem auf einer Reihe von weniger anspruchsvollen Basisanwendungen, wie etwa Hilfs- und Serviceachsen, bei denen Antriebe mit kleinerer Leistung und geringer Performance ausreichend waren. Da jedoch die Nachfrage nach höherer Leistung steigt, werden moderne dezentral ausgelegte Antriebe entwickelt, die diese Anforderungen erfüllen.

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