DER KONSTRUKTEUR 12/2020

ANTRIEBSTECHNIK

ANTRIEBSTECHNIK DEZENTRAL, DYNAMISCH, SICHER PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Synchron-Servoantriebe erfreuen sich großer Beliebtheit bei Automatisierern, Systemintegratoren und Konstrukteuren. Insbesondere wenn Sicherheit, Dynamik und Flexibilität für ein- und mehrachsige Anwendungen gefragt sind, können kompakte Komplettantriebe mit zertifizierter STO-Elektronik punkten. Als dezentrale Antriebssysteme kommen unsere integrierten Synchron-Servoantriebe vom Typ HFI inzwischen in vielen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus erfolgreich zum Einsatz“, berichtet Felix Deichmann, der Entwicklungsleiter von Engel Elektroantriebe. „Als typische Einsatzgebiete zeigen sich bisher beispielsweise die automatisierten Misch- und Dosieranlagen in der Lebensmitteltechnik, die Handhabungs- und Förderanlagen in der Materialflusstechnik oder auch die fahrerlosen Transportsysteme der Intralogistik“, so Deichmann. Da sich alle integrierten Servos der Baureihe HFI optional mit einer zertifizierten STO-Elektronik (safe torque off/sicher abgeschaltetes Drehmoment) ausstatten lassen, eignen sie sich auch als Antriebslösung für anspruchsvolle Anwendungen, in denen Gefahren und Risiken für den Bediener einer technischen Anlage sicher ausgeschlossen werden müssen. Das ist zum Beispiel der Fall bei der Realisierung automatisierter Manipulatoren für die Montage- und Handhabungstechnik sowie Mensch-Maschine-Interaktoren und Systemen für die Mensch-Roboter-Kollaboration. HOHE KINEMATISCHE DYNAMIK Die HFI-Serie von Engel Elektroantriebe besteht aktuell aus Synchron- Servoantrieben in vier Baugrößen mit den Flanschmaßen 47, 55, 65 und 75 mm sowie je zwei Systemlängen pro Baugröße. Insgesamt deckt die Baureihe Nennleistungen von bis zu 600 W mit einem höchsten Nenndrehmoment von 1,8 Nm ab. „Für Beschleunigungsphasen ist kurzzeitig das doppelte Nenndrehmoment als Spitzenmoment abrufbar, womit die Antriebe der Anwendung eine hohe kinematische Dynamik verleihen“, ergänzt Deichmann. Alle HFIs verfügen über eine integrierte Regelelektronik und punkten zudem Autor: Marco Sturm, Freier Fachjournalist, Darmstadt mit einer Funktionsvielfalt, die Entwicklungsingenieuren und Konstrukteuren viel Freiraum bietet. Von Bedeutung ist hier vor allem ihre Kompatibilität zu zahlreichen CAN- und Ethernet-basierten Feldbus-Systemen wie etwa EtherCAT, Profinet oder EtherNet/IP. Die Einbindung erfolgt über ein optional von Engel Elektroantriebe verbautes Feldbus-Modul. WAHLWEISE MIT SICHERHEITSELEKTRONIK Eine wesentliche Funktionserweiterung der HFIs ist die zertifizierte Sicherheitsfunktion STO. Diese optional verfügbare Sicherheitselektronik verfügt über zwei redundante Kanäle, erfüllt den Safety Integrity Level SIL-3 gemäß der EN 61508 sowie der EN 62061 und erreicht den Performance-Level [e] Kat 3 nach EN ISO 13849-1. „Das bedeutet praktisch, dass der HFI bei einem Abruf der Sicherheitsfunktion innerhalb von höchstens 20 ms stromlos gesetzt wird, sodass sicher kein Drehmoment mehr generiert werden kann und keine gefährlichen Bewegungen vom Antrieb oder der entsprechenden Einrichtung mehr ausgeführt werden können“, erläutert Deichmann. Da die Eingänge der STO zudem tolerant sind gegen FÜR BESCHLEUNIGUNGSPHASEN IST KURZZEITIG DAS DOPPELTE NENNDREHMOMENT ALS SPITZENMOMENT ABRUFBAR Prüfpulse von OSSD-Ausgängen, lassen sich Sicherheitseinrichtungen mit entsprechenden Diagnosefunktionen direkt – also ohne die Verwendung herkömmlicher elektromechanischer Sicherheitsschaltgeräte – anschließen und betreiben. Ein potentialfreier Statusausgang meldet den Zustand der Sicherheitsfunktion und erlaubt die zyklische Funktionsprüfung der beiden Eingangskanäle. Die im eleganten Motorlike-Design gestalteten bürstenlosen Drehstrom-Synchronantriebe der Baureihe HFI sind ausgelegt für den Betrieb an 24 und 48 V. Auf Wunsch stattet sie Engel Elektroantriebe auch mit passenden Planetengetrieben und Haltebremsen aus. Auch individuelle Kundenlösungen sowie die Realisierung von Sonderlösungen sind möglich. Bilder: Hintergrund: selensergen – stock.adobe.com, Antriebe: ENGEL Elektroantriebe GmbH www.engelantriebe.de 28 DER KONSTRUKTEUR 2020/12 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK UMSTIEG AUF MOTOREN IM ÖKODESIGN LEICHT GEMACHT Tritt im Sommer 2021 europaweit die neue Ökodesign- Richtlinie in Kraft, müssen vor allem die auf Dauerbetrieb ausgelegten Standard- Asynchronmotoren an Energieeffizienz zulegen. Damit der Umstieg gelingt, hat Lenze Basisinformationen und eine Checkliste für OEM und Maschinenbetreiber zusammengestellt. Darüber hinaus hat der Spezialist für Antriebs- und Automatisierungstechnik die Motorenplattform m500 auf den Markt gebracht. Zudem gibt es ein webbasiertes Planungs- und Umstellungstool. Ziel ist, den Wechsel auf die neue Motorengeneration einfach zu gestalten. Die Materialnummer des alten Antriebs reicht aus, und das System macht anhand der Daten einen Vorschlag, wie der Motor normkonform am besten zu substituieren ist. Die neue Motorenplattform ist zukunftssicher konzipiert als weltweit einsetzbare Antriebslösung, die darauf abgestimmt ist, mit den Getrieben der g500-Familie und der Umrichterreihe i500 kombiniert zu werden. www.lenze.com DEZENTRALES ANTRIEBSSYSTEM FÜR HORIZONTALE FÖRDERTECHNIK Das Antriebssystem Sinamics G115D von Siemens umfasst Motor, Frequenzumrichter und Getriebe in einer Einheit. Es ist in einer wand- oder motormontierten Version verfügbar. Aufgrund kompakter Abmessungen ist die Installation auch in beengten Bereichen problemlos möglich. Zu den weiteren Merkmalen des Systems gehören die hohe IP-Schutzart (bis IP66), ein weiter Temperaturbereich von - 30 bis + 55 °C sowie ein Leistungsbereich von 0,37 bis 7,5 kW bei Wandmontage und 0,37 bis 4 kW bei Motormontage. Die Inbetriebnahme wird u. a. vereinfacht durch die Integration in das „Totally Integrated Automation“-Portal (TIA-Portal). Um cloudbasierte Analysen zu ermöglichen, ist Sinamics G115D in das Mindconnect-Portfolio integriert und mit Mindsphere-Applikationen z. B. Analyze Mydrives kompatibel. Der Sinamics G115D verfügt durch Profisafe über Safety Integrated in Form von STO (Safe Torque Off) SIL2. Für Flexibilität in Bezug auf Installation, Service und Wartung ist die Lösung mit einem Plug-in-Connector und flexiblen Anschlussmöglichkeiten ausgestattet. www.siemens.de BLDC-MOTOREN MACHEN INDUSTRIEDROHNEN EFFIZIENTER Zwei Rotoren statt vier – mit diesem Ansatz hat das Start-up Flybotix die Inspektionsdrohne Asio entwickelt, die bald den Markt erobern soll. Die Indoor-Drohne für Industrieanlagen ist um ein patentiertes Antriebssystem aufgebaut, das von bürstenlosen DC-Motoren von Maxon angetrieben wird. Maxon hat dazu in enger Zusammenarbeit mit Flybotix Elektromotoren entwickelt, die bezüglich Gewicht und Leistung optimiert und spezifisch für diese Anwendung modifiziert worden sind. Dadurch wird Asio in der Lage sein, längere Missionen durchzuführen, entfernte Standorte zu erreichen und Kosten zu sparen. Das von Flybotix entwickelte System ist ein algorithmisch gesteuerter Antriebs- und Lenkmechanismus mit zwei Freiheitsgraden. Asio ist von einem Schutzkäfig umgeben, kollisionssicher und ermöglicht den Zugang zu engen Bereichen, um sichere Inspektionen durchzuführen. Eine Bordkamera kombiniert mit einer hochwertigen Anzeige auf der Fernsteuerung erlaubt es den Piloten, in gefährlichen Bereichen wie Öllagertanks, Untertageminen oder Elektrizitätswerken sicher zu fliegen. www.maxongroup.de NEUE FREQUENZUMRICHTER-KLASSE MIT INTEGRIERTER KORROSIONSERKENNUNG Mit der FR-E-Serie hat Mitsubishi Electric flexible, kompakte Umrichter mit Schnittstellen zu allen gängigen Netzwerken, einschließlich TSN (Time Sensitive Networking), im Programm. Zudem bietet der FR-E800 eine Korrosionserkennungsfunktion, die als Standard integriert ist. Durch den Einsatz der KI-Diagnosetechnologie für Antriebe ermöglicht die Komponente erweiterte Predictive Maintanance und reduziert Ausfallzeiten. Die Umrichter erreichen eine Hochleistungssteuerung von Induktions- und Permanentmagnetmotoren auf Sicherheitsintegritätsniveau SIL 3. Die FR-E800-Serie ist mit allen wichtigen industriellen Ethernet-Netzwerken einschließlich CC-Link IE TSN kompatibel. Zwei Ethernet-Ports, die Linien-, Ring- und Sterntopologien unterstützen, erhöhen die Netzwerkflexibilität. Mit skalierbarer Leistung für Anwendungsvielfalt hat die FR-E800-Serie eine Leistung von 0,1 bis 7,5 kW. www.mitsubishielectric.com www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/12 29