Schritt- und AC-Servomotorenreihe mit identischer Produktstruktur Synchrones Doppel - KEM

Schritt- und AC-Servomotorenreihe mit identischer Produktstruktur

Synchrones Doppel

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Die Firma SIG Positec Automation GmbH aus Lahr/ Schwarzwald stellt in Hannover erstmals ihre neue Produktfamilie Twin Line vor. Twin bedeutet Zwilling und soll ein Synonym für die neuen Schrittmotor- und AC- Synchron-Servomotor-Produkte der Firma sein. Bei deren Entwicklung wurde großer Wert auf eine abgestimmte antriebstechnische Komplettlösung aus einer Hand, gleichen mechanischen Aufbau, gleiches Design und gleiche Bedienung der Schrittmotor- und AC-Servo-Geräte gelegt.

Der Autor, Dipl.-Ing. Norbert Gauß, ist Mitarbeiter der SIG Positec Automation GmbH, Lahr

Das Know-how der SIG Positec Automation konzentrierte sich bislang im wesentlichen auf Positionieraufgaben. Das Produktspektrum erstreckte sich vom Schrittmotor und den zugehörigen Elektronikkomponenten wie Leistungselektronik und Einachs-Positioniersteuerungen mit integrierter Leistungselektronik bis zur Mehrachssteuerung. Als Schnittstellen für den Anwender kommen Programmierwerkzeuge zum Einsatz, welche sich an den in der Steuerungswelt üblichen Programmiersprachen orientieren. Dieses Programm wird nun um Twin Line erweitert. War das bisherige Programm im wesentlichen durch zwei Leistungsklassen von Schrittmotor-Leistungselektronik und Positioniersteuerungen geprägt, so wurden diese technologisch, funktional und mechanisch komplett überarbeitet. Die heute teilweise auftretenden Resonanzen in der Schrittmotortechnik sind durch den Einsatz digitaler Signalprozessoren in der Leistungselektronik und der damit realisierbaren Strombeeinflussung in den entsprechenden Frequenzbereichen beseitigt. Damit zeichnet sich diese Antriebstechnik durch eine sehr hohe Laufruhe aus.
Zuwachs um AC-Synchron-Servotechnik
Parallel bekommt die Schrittmotorreihe Zuwachs um vier Leistungsklassen der AC-Synchron-Servotechnik, sowohl in der digitalen Leistungselektronik, als auch bei den digitalen Einachs-Positioniersteuerungen. Erstere stützt sich in Sachen Sollwertschnittstelle auf die klassische und nach wie vor weitverbreitete +/-10 V-Schnittstelle. Alternativ stehen Steckmodule wie Inkrementalgeber (A/B)- und Puls/Richtung- (P/R)-Schnittstellen zur Verfügung. Um den Lageregelkreis zu schließen, kann die Erfassung der aktuellen Ist-Position über Resolver, sinCos- oder sinCoder-Geber erfolgen. Für die Übergabe der Motorposition an ein übergeordnetes NC-System ist ein Encodersimulationsmodul (ESIM) oder ein Synchron Serielles Interface „SSI“ verfügbar. Bei verketteten Systemen ist die Encodersimulation auch als Führungsgröße zu verwenden.
Einfache Para-metrierung
Aufwendige Reglereinstellungen und Anpassungen an den aktuell eingesetzten Motor werden nicht zuletzt deshalb vereinfacht, weil die motorspezifischen Daten beim Hochlauf des Systems aus dem sinCoder ausgelesen werden und sich der Stromregler selbständig parametriert. Alternativ ist ein unter Windows 95 oder NT lauffähiges Inbetriebnahme-Tool mit mehrkanaligem Oszilloskop für Abgleich, Einstellung und Editieren der Reglerparameter einsetzbar. In vereinfachter Form lassen sich diese Funktionen auch über ein an der Leistungselektronik steckbares Human Machine Interface (HMI) realisieren. Mit diesem lassen sich auch die ermittelten Werte speichern und nach dem Umstecken auf andere Geräte gleicher Konfiguration dort einspielen. Beide Varianten, Inbetriebnahme-Tool und HMI, bedienen durchgängig alle Leistungsklassen und Produktvarianten ohne zusätzlichen Einarbeitungsaufwand durch den Anwender.
Eine Funktionseinheit für Steuerung, Profilgenerator, Regler und Endstufe: Twin Line löst die klassische Trennung zwischen Steuerung und Profilgenerator sowie Reglereinheit und Endstufe auf und faßt diese in einer Funktionseinheit zusammen. Diese stützt sich auf einen leistungsfähigen Prozessor, der die Achsbetriebarten wie Referenzfahrt, Manuell, Teach In, Punkt-zu-Punkt-Positionierung, Geschwindigkeitsbetrieb und elektrisches Getriebe verwaltet und daraus das erforderliche Fahrprofil generiert. Über einen Kommunikationskanal gelangt diese Fahrprofilinformation als Sollvorgabe an einen digitalen Signalprozessor, welcher die Reglereinheit darstellt. Diese Systemarchitektur hat sowohl für Schrittmotoren in zwei Leistungsklassen als auch für AC-Synchron Servomotoren in vier Leistungsklassen Gültigkeit.
Einhaltung von Sicherheitsvorschriften
Zukünftig entspricht das Bewegen von Achsen im Manuellbetrieb bei geöffneter Schutztür den aktuell gültigen Sicherheitsvorschriften, d.h. die Geschwindigkeit ist redundant zu überwachen, und bei eventuellem Überschreiten eines Grenzwertes erfolgt ein sofortiges Abschalten der Leistung. Diese Funktion wird in Form eines Steckmoduls realisiert und ergänzt als Option das Programm.
Verlangt die Applikation das Verfahren von mehreren Achsen koordiniert oder interpoliert, so lassen sich entsprechend in-telligente Schritt- und/oder AC-Synchron Servomotor-Leistungsbaugruppen in einem Verbund zusammenführen. Eine übergeordnete Intelligenz (IPC oder SPS) übernimmt die Koordination bzw. Interpolation und sorgt für ein synchrones Verfahren der Achsen. Die jeweilige intelligente Leistungselektronik wird über einen Synchronbus mit den Positionsdaten versorgt.
Steuerungselektronik
Twin Line
KEM 544
Twin Line Schritt-
motoren
KEM 545
Twin Line Synchron-
Servomotoren
KEM 546
Feldbusse und Schnittstellen
Feldbusse wie Interbus-S, Profibus-DP und CAN sind werkseitig entsprechend den Umgebungsbedingungen konfigurierbar und ermöglichen das Übertragen der Fahrbefehle mit dem Informationsinhalt Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Für sehr schnelle Positionsfolgen ist ebenso eine Kommunikation über E/A-Schnittstelle gegeben. In diesem Falle ist eine definierte Anzahl von Sätzen (max. 64) in der Steuerung hinterlegt und entsprechend dem anliegenden Bitmuster erfolgt die jeweilige Satzbearbeitung. Als nächste Stufe ist die Ausführung programmierbar in Position und Ablauf auf Basis der Programmiersprache C, in einer zweiten Ausbaustufe auf IEC 1131-3 mit den bekannten Sprachelementen Anweisungsliste (AWL), Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP), Ablaufdiagramm (SFC) und Strukturtext (ST).
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