Startseite » Elektromotoren »

Schlank und übersichtlich

Dezentrale Servotechnik macht Schaltschränke überflüssig
Schlank und übersichtlich

Meterlange Kabeltrassen und üppige Schaltschränke sind im schwäbischen Sigmaringendorf passé. Die Hero GmbH ließ ihre Schneid- und Wickelmaschinen mit dezentraler Servoantriebstechnik von AMK ordentlich abspecken.

 

Thorsten Sienk, freier Fachjournalist, Bodenwerder

Karbonfasern gelten nicht nur hier als extrem leicht, stabil und lassen sich zudem auch noch leicht umformen. Karbonfaserbänder z.B. für den Flugzeugbau sind ein typisches Produkt, das die Maschinen von Hero präzise und schnell verarbeiten. Die zentrale Aufgabe besteht darin, „Mutterrollen“ mit einer Ausgangsbahnbreite von 30 Zentimetern längs aufzuteilen. Dazu wird das Material abgewickelt, durch ein Messerwerk geführt und anschließend wieder aufgewickelt. Das Ergebnis sind Einzelrollen, die eine Bandbreite zwischen drei und 15 Millimetern haben. „Es gibt immer mehr Produkte, bei denen Roboter die gewünschten Formen vollautomatisch mit einer Art selbstklebenden Karbonbändern erzeugen“, erklärt Richard Balzer, Geschäftsführer bei Hero,, die aktuelle Entwicklung in der Fertigung. Zu einem weiteren Trend-Werkstoff entwickeln sich aktuell auch Bänder aus Basaltfasern. Sie verfügen über ähnliche Eigenschaften, sind aber deutlich preiswerter herzustellen. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Metallfolien mit wenigen 1/100 Millimeter Dicke. Ob Kohlenstoff oder Mineral: In beiden Fällen erfordert die Weiterverarbeitung der Faserbänder Fingerspitzengefühl bei den Drehmomenten.
Die überaus feinfühlige Regelung der Bahnspannung zählt in der Lösung folglich zu den herausragenden Eigenschaften der Automatisierung beziehungsweise der Motion Control. Je nach Materialbreite mit Werten zwischen 5 und 1,2 N. Realisiert ist das Ganze mit einem synchronen Verbund von AMK-Servoachsen und einem leicht vorauseilenden Drehzahlsollwert, den die Motoren der Aufwickler aber nicht erreichen – was so zum gewünschten Drehmoment und Zuggewichten zwischen 120 und 500 g führt. Die genauen Werte können am AMK-Touchpanel abgerufen werden. Je nach Ausführung können die Daten auch direkt aus dem übergeordneten Fertigungsleitrechner oder ERP-System vorgegeben werden. Abwickeln, Bahnkantenregelung, Messerantriebe, Aufwickler auf mehreren automatisch verstellbaren Ebenen: Die neue Maschine des Schneid- und Wickelmaschinen-Spezialisten zählt mehr als 30 Servoachsen, die alle im Verbund miteinander stehen. „Die Leistungsaufnahme pro Achse ist zwar bis auf die beiden Messerantriebe mit ein paar hundert Watt gering, die Ansprüche an die Drehzahlgenauigkeit dafür aber um so höher“, erklärt Uwe Gfrörer, Leiter des Bereichs Steuerungstechnik beim Maschinenbauer. Viele Achsen, wenig Leistung: Das sind ideale Einsatzbedingungen für die dezentrale Servoantriebe – und zwar als integrierte mechatronische Lösung aus Servomotor und Wechselrichter. Bei der Reihe ihXT des Antriebsspezialisten handelt es sich um kompakte Einheiten, die sich leicht in die Maschinenkonstruktionen integrieren lassen.
Reduzierte Installation durch Antriebsbus
Pluspunkte sammelt die Antriebslösung auch mit ihrer Anschlusstechnik. Hierbei wird der Gleichstrom per DC-Bus zusammen mit der Realtime-Ethernet Kommunikation über ein Hybridkabel von einem zum anderen Antrieb geführt. „Wenn ich mir vorstelle, aus dem Schaltschrank heraus mit dreißig Kabeln zu kommen, während wir es heute mit gerade einmal zwei zu tun haben, dann wird schnell klar, wo die Vorteile liegen. Da gibt es keinen Grund zu klagen“, freut sich Richard Balzer. Sein Unternehmen spart zum einen viel Platz und Zeit, zum anderen „haben wir eins zu eins weniger Störquellen. Das wird vor allem dann interessant, wenn bewegliche Antriebe bewegliche Kabel benötigen und diese in Schleppketten oder Brücken verlegt werden müssen“. Für den Geschäftsführer ist die mit AMK gemeinsam realisierte dezentrale Servoantriebstechnik deshalb auch ein Beitrag für bessere MTBF-Kennzahlen, weil durch den Wegfall von Komponenten automatisch die Ausfallwahrscheinlichkeiten sinken. „Wir haben es hier mit einer in allen belangen modernen wie nachhaltig effizienten Antriebslösung zu tun“, fasst der Geschäftsführer zusammen. Bis zu 40 Achsen lassen sich mit einer Einspeiseeinheit in Reihe versorgen. Für den Maschinenbauer hätte in der Schneid- und Wickelmaschine ebenfalls eine Einspeisung für die gut 30 Achsen gereicht. Das Unternehmen entschied sich aber für zwei Antriebsstränge mit je einer Einspeisung, um leistungsmäßig noch Luft für zukünftige funktionale Erweiterungen oder den Kapazitätsausbau durch weitere Aufwickeleinheiten zu bekommen. Schließlich sollte das neue Maschinendesign möglichst zukunftssicher sein.
Auch bei der Steuerungstechnik nutzt Hero die Vorteile eines in sich abgestimmten Systems. Als Kopf des Ganzen kommt die Steuerung AMKAMAC zum Einsatz – und zwar als integrierte Variante mit robustem Touchpanel, die die Kirchheimer bis Schutzart IP69K anbieten. Die Steuerungseinheit übernimmt einerseits als klassische SPS die komplette Ablaufsteuerung sowie die Visualisierung und arbeitet andererseits auch noch als leistungsstarke Motion Control für die Wickel- und Positionierantriebe in ihrem synchronisierten Mehrachsverbund. Programmiert wird das Ganze mit Codesys und damit in den international etablierten Standardsprachen der IEC 61131–3. Der schlanke und übersichtliche Aufbau der dezentralen Servotechnik ist in den Anlagen von Hero auch deshalb möglich geworden, weil AMK mit dem neuen I/O-System der Baureihe AIO eine Lösung im System hat, die mit dem Hochgeschwindigkeits-Systembus bis zu 256 DI/DOs in 20 μs erreicht. Flankiert wird diese Architektur vom Echtzeit-Ethernet-Feldbus Ethercat, der in der Schneid- und Wickelmaschine die Kommunikation aller Teilnehmer sicherstellt. Somit sorgt die Verbindung aus dezentraler Servotechnik, zentraler DC-Einspeisung, Ethercat-Kommunikation und Steuerungsintelligenz mit Visualisierung dafür, dass die Maschine optisch einen aufgeräumten Eindruck vermittelt – was v.a. bei der Verkabelung sichtbar wird. Weil die Aktorik samt Regelung direkt am Prozess eingebaut ist, gehören sperrige Schaltschränke der Vergangenheit an. I

Info & Kontakt
AMK Arnold Müller GmbH & Co.KG, Kirchheim /Teck
Jürgen Rapp, Produktmanager
Tel.: +49(0)7021/5005–232
Unsere Webinar-Empfehlung
Systems Engineering im Fokus

Ingenieure bei der Teambesprechung

Mechanik, Elektrik und Software im Griff

Video-Tipp

Unterwegs zum Thema Metaverse auf der Hannover Messe...

Aktuelle Ausgabe
Titelbild KEM Konstruktion | Automation 3
Ausgabe
3.2024
LESEN
ABO
Newsletter

Abonnieren Sie unseren Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Webinare & Webcasts
Webinare

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper
Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de