Aufrufe
vor 11 Monaten

DER KONSTRUKTEUR 10/2019

DER KONSTRUKTEUR 10/2019

ANTRIEBSTECHNIK und

ANTRIEBSTECHNIK und teure Multiturn-Encoder. Die Spezialisten für Motion Control und Servoantriebstechnik haben dafür den Digitalresolver SFD3 entwickelt. Die Schnittstelle übersetzt die Analogdaten des Resolvers in ein digitales Signal, das dann „One Cable“ zu den Reglern übertragen wird. DIE MENGE IST ENTSCHEIDEND Zurück zum Strahlsystem von Freymatic: Dieses besteht aus zwei Druckbehältern, die als Schleuse zwischen dem drucklosen Strahlmittelspeicher und der unter Hochdruck stehenden Dosierung dienen. Die von den AKM-Servomotoren in der Einkabel-Version angetriebene Dosierung stellt eine Kernfunktion der Roxor-Anlagen dar und liefert im Betrieb Stahlmittelmengen zwischen 0,1 und zwölf kg/min mit einer Genauigkeit von +/- 5 %. Im Mischrohr und bis zur Strahldüse wird das Strahlmittel bis zur Austrittsgeschwindigkeit beschleunigt. Dieses Tempo bildet den zweiten wesentlichen Prozessparameter und wird indirekt über den Strahldruck in einem engen Toleranzfenster geregelt. Der Druck liegt dabei zwischen 1 und 7 bar. Der hohe Stellbereich bringt in der von TBM Automation konzipierten Antriebsregelung vor allem die Herausforderung mit, feinfühlig und dennoch schnell zu sein. Hierbei regeln die Antriebsachsen über die Signale von Durchflusssensoren die Drehzahl der Dosierschnecke. „Kommt zu viel Material, sinkt die Drehzahl, und umgekehrt“, erklärt Silvester Tribus, Geschäftsführer der TBM Automation AG. Das Unternehmen aus Widnau arbeitet schon lange eng mit Freymatic als Systemintegrator zusammen. Die Spezialisten für Motion Control und Servoantriebstechnik gehören zum Kreis zertifizierter System- und Vertriebspartner von Kollmorgen mit hochspezialisierter Engineering-Kompetenz. VOM START WEG PRÄZISE Damit das Ausregeln schnell und präzise abläuft, hat Urs Tobler, Mitglied der Geschäftsleitung bei TBM und spezialisiert auf Steuerungstechnik in Stahlanlagen, die Motion Control mit einigen Spezialitäten versehen. „Wir wollen das System schließlich schnell anfahren und brauchen entsprechend wenig Zeit, bis sich Menge und Druck präzise eingeschwungen haben.“ Urs Tobler blickt vergleichend zurück auf die Zeit, als die Dosierantriebe noch von DC-Motoren angetrieben wurden. Diese ließen sich bei kleinen Mengen nur schlecht regeln und lieferten erst im oberen Drehzahlbereich verlässliche Werte. Durch eine zusätzliche Linearisierung des Regelverhaltens über Analogwerte sei es heute gelungen, mit den Kollmorgen-AKM-Motoren „bereits von Drehzahl 0 an präzise zu sein.“ Diese Regelungsgüte über den weiteren Stellbereich hinweg mache den Prozess so verlässlich. Dieser Aspekt ist gerade im Kugelstrahlen relevant, da es nach dem Strahlen nicht möglich ist, eine Qualitätsanalyse vorzunehmen, ohne die Bauteile zu beschädigen. Ein zu geringer Kugelbeschuss sorgt genauso für schlechte Werte, wie das berüchtigte „viel hilft viel“. Wo das Optimum liegt, können Anlagenbetreiber nur mit so genannten Almenstreifen feststellen und dabei die Auswirkung des Kugeleinschlags durch die Verformung einer standardisierten Oberfläche messen. Die so ermittelten Almenwerte lassen Rückschlüsse auf die Wirksamkeit des Prozesses zu. Dieser muss später exakt und dauerhaft den vorher ermittelten Kennwerten folgen, damit sich die gewünschten Effekte der Druckspannung einstellen. In der weiteren Konsequenz funktioniert dieses Verfahren nur im Zusammenspiel mit einer regelmäßigen Kalibrierung. Es lässt sich also feststellen: Die komplexen Prozesse bei der mechanischen Ertüchtigung von Metallbauteilen durch das Kugelstrahlen zeigen, welchen Stellenwert eine präzise und vor allem wiederholgenaue Servoantriebstechnik einnimmt. Die von TBM Automation AG für die Freymatic AG konzipierte Automation ist mit Blick auf den Bediener auch noch anwenderfreundlich aufgebaut und bietet eine sauber strukturierte Visualisierung. Bilder: 01: Sergey Ryzhov/Fotolia, sonstige: Kollmorgen www.kollmorgen.com PRODUKTE UND ANWENDUNGEN MOTION CONTROL-TECHNIK Die Synchronservomotoren der AKM-Reihe treiben in den Roxor-Kugelstrahlanlagen ein Schneckenrad an, das die Präzision sicherstellt. Die Motoren sind dazu in Einkabelanschlusstechnik mit AKD-Servoumrichtern gekoppelt. Kollmorgen setzt hier auf ein schlankes Hybridkabel für Motor und Feedback. Diese Technik funktioniert auch ohne Multiturn-Encoder. Kollmorgen hat dafür den Digitalresolver SFD3 entwickelt, der die Analogdaten des Resolvers in ein digitales Signal umwandelt. 03 Kollmorgen-AKD-Servoumrichter in einem Freymatic Shot Peening System 52 DER KONSTRUKTEUR 10/2019

ANTRIEBSTECHNIK ABSOLUTER EINBAUGEBER ERFASST ROTORLAGE IN MOTOREN Die Drehmomentregelung von Synchronund Servomotoren erfordert eine genaue Erfassung der Rotorlage. Dafür hat Lenord + Bauer den Singleturn-Einbaugeber GEL 2800 entwickelt. Nach dem Einbau wird das System mit einem Test- und Programmiergerät konfiguriert und an die Einbausituation angepasst. Das Nonius-Messsystem besteht aus einer Abtasteinheit und einem zweispurigen Messzahnrad, das direkt auf die Antriebswelle montiert wird. Die Sensorik tastet die beiden Zahnradspuren berührungslos ab und liefert zwei korrespondierende Sinussignale. Durch Interpolation erreicht das System eine Gesamtauflösung von 18 Bit. Die Übertragung der Positionsdaten erfolgt über eine serielle Schnittstelle. Zusätzlich gibt der Einbaugeber zwei um 90° phasenversetzte Rechtecksignale zur Drehzahlerfassung aus. Zur Inbetriebnahme wird das System mit dem Test- und Programmiergerät verbunden. Dieses tauscht die Daten per Wlan oder Ethernet mit einem Tablet oder PC aus. www.lenord.de LEISTUNGSSTARKE MINIMOTOREN Die Minimotoren SVTN A von Servotecnica bieten eine hohe Leistung bei extrem kompakten Abmessungen. Die bürstenlosen Minimotoren mit Durchmessern von 12 bis 40 mm erreichen Leistungen bis 400 W. Die leichten und geräuscharmen Kleinstantriebe eignen sich z. B. für Anwendungen in der Medizintechnik, in Robotern sowie in aktiven Prothesen oder Exo-Skeletten. Die Minimotoren bieten zudem ein hohes Drehmoment und hohe Geschwindigkeit bzw. Drehzahl. Das fehlende Rastmoment, eine geringe Drehmomentwelligkeit, die lineare Korrelation zwischen Drehzahl und Drehmoment sowie die geringe Massenträgheit bewirken höhere Leistung und Dynamik. Die Minimotoren können mit Hallsensoren ausgestattet werden und bieten optional die Möglichkeit, optische oder magnetische Drehgeber zu montieren, um die Drehzahl hochgenau zu regeln. Sie sind auch mit integrierter Elektronik und Feldbusanschluss verfügbar und können mit aufsetzbaren Hochpräzisionsgetrieben versehen werden. www.servotecnica.de AUTOMATISIEREN MIT INTEGRIERTER INTELLIGENZ Der ECI 63.xx K5 von EBM-Papst kann als Antrieb in Positionier-, Drehzahl- oder Strom- bzw. Momentenregelung betrieben werden und unterstützt damit die Kommunikations- und Bewegungsprofile nach IEC 61800-7 (DS402). Dank der integrierten Intelligenz kann der Antrieb – ähnlich einer SPS – frei programmiert werden. So erlaubt z. B. eine Funktion, dass der Antrieb über die integrierten I/Os nahezu beliebig ansteuerbar ist, ohne dass Fahrbefehle über CANopen notwendig wären. Der Antrieb kann sogar als CAN-Master eingesetzt werden. Dadurch kann bei einfacheren Applikationen auf eine übergeordnete SPS verzichtet werden und stattdessen Netzwerke aufgebaut werden, die als Standalone-Applikation arbeiten. SCHALT DEIN DING! EGAL, WASDIE ANDEREN MACHEN. www.ebmpapst.com MINIATURANTRIEBE FÜR DEN EINSATZ IM WELTRAUM Der Bedarf an weltraumtauglichen Antriebssystemen, die vor allem zuverlässig, langlebig, klein und leicht sein müssen, steigt. Vor 50 Jahren waren Präzisionskugellager der Faulhaber Tochter MPS in den Uhren der Astronauten beim ersten Schritt eines Menschen auf dem Mond dabei. Leichte und kompakte Faulhaber Miniaturantriebe haben seither bei vielen Raumfahrt- und Forschungsprojekten unter harten Weltraumbedingungen immer wieder ihre Zuverlässigkeit und Positioniergenauigkeit bewiesen. Die Antriebe sind vakuumtauglich und widerstehen höchsten mechanischen Belastungen. Ihre Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt und erreichen so eine sehr hohe Effizienz. Bei der nächsten Mars-Mission im Jahr 2020 sind Schrittmotoren in hochauflösenden Kamerasystemen verbaut. Die kleinen Antriebe mit nur 10 mm Durchmesser positionieren die Objektive für gestochen scharfe Aufnahmen der Marsoberfläche. Auch zukünftig werden die kompakten Miniaturantriebe zur Weiterentwicklung der Weltraumforschung und Raumfahrt beitragen. www.faulhaber.com www.krausnaimer.com

AUSGABE