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DER KONSTRUKTEUR 7-8/2016

DER KONSTRUKTEUR 7-8/2016

ANTRIEBSTECHNIK Der

ANTRIEBSTECHNIK Der Multiturn-Geber als Nanogenerator Kleinservomotoren mit Absolutwert-Geber ohne Batterie und Getriebe Miniaturisierung, Dezentralisierung, Produktivität, Präzision, Konnektivität – diese Anforderungen erfüllen die hier vorgestellten Kleinservomotoren. Sie stehen in hygienegerechten Edelstahl-Gehäusen mit den Baugrößen 17, 22, 32 und 40 mm Außendurchmesser für Leistungsbereiche von 25 bis 335 Watt zur Verfügung. Mit der neuen Miniatur-Multiturn-Funktionalität für die Baugrößen 32 und 40 bieten sie für zahlreiche Maschinenprozesse mehr Möglichkeiten für komplexe Bewegungs- und Positionieraufgaben. Der Innovationskern der neuen, hochkompakten Absolutwert-Geber in den Kleinservomotoren Cyber Dynamic Line von Wittenstein Cyber Motor ist die Umsetzung der Multiturn-Funktionalität auf der Basis des Wiegand-Effekts. Hierbei handelt es sich um eine Energy Harvesting-Technologie – also um ein Prinzip, das aus der Bewegung des Antriebes selbst kleine Mengen von elektrischer Energie generiert. Der Wiegand-Sensor fungiert dabei als Nanogenerator, welcher auf ein veränderliches Magnetfeld beim Drehen der Motorwelle reagiert und durch sprunghaftes Ummagnetisieren seines weichmagnetischen Sensorkerns sowohl die Zählimpulse für die zurückgelegten Umdrehungen als auch die elektrische Energie für die Verarbeitung der Signale und ihre Speicherung in einem nicht flüchtigen Speicher erzeugt. Vorteile für den Einsatz in Kleinservomotoren Das Wiegand-Prinzip ermöglicht es, bei der Umsetzung der Multiturn-Funktionalität sowohl auf ein Micro-Getriebe als auch auf eine Puffer-Batterie zu verzichten – die beide in ihrer Lebensdauer begrenzt sind und dadurch auch die Betriebsdauer von Antrieben limitieren. Die Mechanik ist auch bei hohen Geschwindigkeiten und im häufigen Start-Stopp-Betrieb vollkommen verschleißfrei. Das magnetische Erfassungsprinzip sowie die mechanische Bauweise der Miniatur- Geber ist äußerst robust: Schocks, Vibrationen und Temperaturen bis zu 125°C, denen die Kleinservomotoren im Betrieb ausgesetzt sein können, haben keinen Einfluss auf ihre Langlebigkeit und damit die Langzeitleistung der Kleinservomotoren. Ebenfalls ein besonderer Vorteil ist die enorme Miniaturisierung des Gebers: Im Vergleich zum Marktstandard ist laut Hersteller sein Durchmesser um 20 % und seine axiale Bauhöhe sogar um mehr als 50 % geringer. Ein Plus an Prozesssicherheit und Verfügbarkeit Die Cyber Dynamic Line ist damit die erste Baureihe von industrietauglichen Kleinservomotoren, die in den Baugrößen 32 und 40 eine berührungslose, verschleißfreie und energieautarke Miniatur-Multiturn-Funktionalität bieten kann. Die Zählimpulse werden unabhängig von der Geschwindigkeit der Drehbewegung, also bereits bei sehr kleinen Drehzahlen generiert und absolut gezählt. Das Suchen nach der Referenzposition beim Anfahren einer Maschine nach einem Service, einem Stromausfall oder einem Not-Aus entfällt selbst dann, wenn der Motor dabei verstellt wurde. Ein Verdrehen der Achse wird somit auch bei ausgeschaltetem Regelgerät erkannt und gezählt. Die Cyber Dynamic-Antriebe bieten dadurch ein deutliches Plus an Prozesssicherheit und Verfügbarkeit gegenüber Motoren mit Singleturn- oder Inkrementalgebern. Zudem lassen sie sich jetzt noch präziser positionieren – dank 14 bit- Auflösung bei Singleturn und 16 bit-Auflösung bei Multiturn. Bestmögliche elektrische Konnektivität stellen die hybride Einkabeltechnik der Geber sowie die digitale BISS C-Schnittstelle sicher: Sie gewährleistet die prozesssichere Datenübertragung in Echtzeit sowie eine hohe Auflösung auch bei dynamischen Prozessen mit hohen Drehzahlen. In Verbindung mit dem Servoantriebsverstärker Simco Drive von Wittenstein Motion Control ermöglicht das elektronische Typenschild im Geber zudem eine automatische Reglerparametrierung – und bietet damit ein hohes Maß an Usability von Motor und Verstärker als intelligentes und integriertes Kleinservoantriebssystem. Mit verschiedenen Bussystemen wie Profinet IRT, EtherCat oder CANopen kann das System einfach in vorhandene Automatisierungslösungen integriert werden. Bild: Hintergrundbild Fotolia www.wittenstein.de

ANTRIEBSTECHNIK Erweiterte dezentrale Steuerungsarchitektur Mit der Kombination von Motion-Control- und SPS-Funktionen im Regler bietet Baumüller eine dezentrale Steuerungsarchitektur, die den Aufbau von verteilter Intelligenz in der Maschine einfach gestaltet und eine unkomplizierte Programmierung ohne zusätzliche Tools ermöglicht. Die B Maxx SoftdrivePLC macht separate Steuerungshardware bei bestimmten Applikationen unnötig und ermöglicht die Steuerungsprogrammierung gemäß IEC 61131 dezentral im Regler. Somit können Steuerungsaufgaben im Regler bei Zykluszeiten bis 62,5 µs ablaufen. Als erweiterte Variante lässt sich die SoftdrivePLC vollständig in das Engineering Framework ProMaster integrieren. So stehen dem Anwender ein frei konfigurierbarer Projektbaum und sämtliche Tools zur Erstellung der Maschinen- und Anlagen-Topologie, wie die Programmierumgebung Proprog 5, der Kurvenscheibeneditor ProCAM zur Verfügung. Die B Maxx SoftdrivePLC läuft als Teil der Firmware in den Antrieben B Maxx 5000, B Maxx 3300 sowie im dezentralen Antriebskonzept B Maxx 2500. www.baumueller.de Hochleistungs-Umrichter in neuer Baugröße Die Frequenzumrichter Unidrive M und Powerdrive F300 von Control Techniques gibt es nun auch in der größeren Baugröße 11 für drehzahlveränderbare Antriebe. Beide Modelle haben ein modulares Design und können Asynchron- und Permanentmagnet-Motoren bis 2,8 MW ansteuern. Unidrive M ist ein 250-kW-Modul und ermöglicht Hochleistungsantriebe mit der kleinsten Modulanzahl. Seine Leistungsfähigkeit erhält es durch schnelle Stromsteuerungsalgorithmen und hohe Schaltfrequenzen. Ein aktives Front-End sorgt für hohe Drehmomentgenauigkeit und Leistungsqualität. Das Modul ermöglicht AFEund Multi-Pulsgleichrichter-Konfigurationen und lässt sich mit den Steuer-/Reglereinheiten Unidrive M600, M700, M701 und M702 von Control Techniques erweitern und über diese ansteuern. Powerdrive F300 ist für Lüfter-, Pumpen- und Kompressoranwendungen konzipiert. Sein modularer Ansatz ermöglicht flexible und wenig komplexe Antriebslösungen mit hohen Leistungen auf engstem Raum. www.emerson.com Einfache Parametrierung von Antriebsverstärkern Die Parametriersoftware Drivemaster2 von Sieb & Meyer unterstützt die gesamte Gerätefamilie der SD2(S)-Antriebsverstärker. Anwender können mit der intuitiv zu bedienenden Lösung nicht nur ihre Antriebsverstärker parametrieren, der Drivemaster2 lässt sich zudem ohne zusätzliche Messinstrumente für Diagnosezwecke nutzen. Die Software ist besonders übersichtlich gestaltet und zeichnet sich durch viele anschauliche Grafiken und gängige Blockschaltbilder aus. Ein Parameter-Wizard führt den Anwender Schritt für Schritt durch die Inbetriebnahme, zusätzlich stehen interaktive Hilfen und Kommentare zur Verfügung. Dadurch lässt sich die Software auch für Anwender intuitiv bedienen, die nicht täglich damit arbeiten. Der Drivemaster2 macht es möglich, einmal erstellte Parametersätze direkt im Antriebsverstärker abzuspeichern und auch durch ein Passwort zu schützen. In der Software lassen sich so bis zu 64 verschiedene Parametersätze für unterschiedliche Motoren und Spindeln hinterlegen. Die Parametersätze kann der Anwender direkt am Antriebsverstärker oder über Eingänge am Antriebsverstärker umschalten. Die Software ist für Kunden von Sieb & Meyer auf der Firmenwebsite verfügbar; dort werden auch regelmäßig die neusten Soft- oder Firmware-Updates zum Download bereitgestellt. www.sieb-meyer.de Robuste Kranmotoren jetzt noch energieeffizienter und kompakter Die Simotics DP Kranmotoren von Siemens, die auf der LE1-Plattform des Unternehmens aufbauen, sind nach Angaben des Herstellers jetzt noch energieeffizienter und kompakter. Die robusten Graugussmotoren sind speziell für feuchte, salzhaltige Luft in den weltweiten Containerhäfen entwickelt. Zusammen mit der Sinamics S120-Umrichterfamilie können sie in allen typischen Anwendungen eingesetzt werden und schwere Lasten sicher, schnell und zuverlässig bewegen oder heben. Die hohe Leistungsdichte ermöglicht kompakte Abmessungen. Die Kranmotoren sind laut Anbieter mit hoch effizienten Komponenten für einen kostenoptimierten Betrieb ausgerüstet und erfüllen am Umrichter die Effizienzklasse IES1/IES2. Sie verrichten ihre Aufgabe zuverlässig in Hub-, Katz-, Dreh-, Wipp- und Fahrwerken. Das Lieferspektrum beginnt mit der Achshöhe AH132 und reicht bis in die Achshöhe AH315L. Für den krantypischen Aussetzbetrieb stehen sowohl unbelüftete als auch belüftete Bauweisen zur Verfügung. Die hohe Leistungsdichte erlaubt Leistungen von 1,1 bis zu 481 kW mit allen gängigen Spannungen bei Drehmomenten von 10 bis 4600 Nm. Die Motoren besitzen eine hohe Überlastfähigkeit und einen großen Drehzahlstellbereich von 730 bis 1 730 min -1 . Eine große Überlastfähigkeit bis teilweise 450 % sorgt für große Momentenreserven bei hohen Stoßbelastungen. www.siemens.de Der Konstrukteur 7-8/2016 27

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