Dezentrale Antriebssysteme

Siei-Areg treibt Maschinenschutztore an

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Im Spänebereich von Werkzeugmaschinen sind die Ansprüche an Maschinenschutztore besonders hoch. Mit einer Geschwindigkeit von zackigen 40 Metern pro Minute und Beschleunigungen von bis zu 0,5-facher Erdbeschleunigung schützen sie Mitarbeiter bei Falschbedienung der Maschine vor herumfliegenden abgebrochenen Werkzeugen. Der kompakte All-in-one-Antrieb KFM 05a von Siei-Areg in Kombination mit einem Federmotor sorgt hierbei für die nötige Antriebs- und Bremskraft.

Bernhard Löwe, Technischer Leiter, Siei-Areg GmbH, Pleidelsheim

Inhaltsverzeichnis

1. Kompakter All-in-one-Antrieb
2. Bis zu 16 Positionen anfahren
3. Spezieller Antrieb für den Personenschutz
4. Vorteile beider Antriebe

 

Industrieroboter sowie Werkzeug-, Verpackungs- und Palettiermaschinen sind üblicherweise mit Schutzvorrichtungen versehen, die die Menschen in ihrer Umgebung vor Schäden bewahren sollen. Ein Hersteller solcher Schutzsysteme ist die Eitec Führungsbahnschutz-Systeme GmbH aus dem oberbayerischen Schweitenkirchen. Zum Lieferprogramm des Unternehmens zählen Führungsbahnabstreifer, Alu-Gliederschürzen und Rolloabdeckungen sowie Bälge, Stahlabdeckungen und Teleskopfedern in Standard- oder kundenspezifischer Ausführung. Die Maschinenschutztore des Unternehmens sind robust und widerstandsfähig. Sie kommen daher häufig in anspruchsvollen Umgebungen zum Einsatz – beispielsweise im Spänebereich von Werkzeugmaschinen. Die begeh- und hochbelastbaren Tore verfahren mit Geschwindigkeiten bis 40 m/min und Beschleunigungen bis zu 0,5-facher Erdbeschleunigung.

Die Antriebe, Steuerungen und Motoren der Maschinenschutztore werden in Abhängigkeit der Torgröße und des Schürzengewichts ausgewählt. Auch der Wunsch des Kunden wird bei der Entscheidung berücksichtigt. „Bei einigen Toren reichen einfache Antriebe, bei anderen sind Antriebe mit integrierten Frequenzumrichtern gefragt“, sagt Eitec-Geschäftsführer Dr. Bernd Fuhrmann. „Das hängt von der Torgröße, aber auch von der Steuerungstechnik des Anwenders ab. Häufig geben uns die Kunden ein bestimmtes Antriebsfabrikat vor.“ Das galt auch für einen Hersteller von Fräsmaschinen. Er benötigte für die Absicherung des Arbeitsraums seiner Werkzeugmaschinen ein durchschussfestes, 1.300 mm breites und 1.600 mm hohes Rolltor und wünschte sich einen bestimmten Antriebstyp.

Bei einer spanenden Bearbeitung können durch eine Fehlbedienung beziehungsweise -programmierung Werkzeuge oder Werkstückteile abbrechen und wie Geschosse durch den Arbeitsraum fliegen. Um die Mitarbeiter sicher vor diesen Teilen zu schützen, fertigte Eitec das Rolltor aus besonders dicken und stabilen Aluminiumlamellen. Beim Abbremsen des Tores wird aufgrund des hohen Gewichts von bis zu 70 kg hohe kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Der dadurch verursachte Spannungsanstieg im Zwischenkreis erwies sich jedoch als zu hoch für den Frequenzumrichter des ursprünglich gewählten Antriebs. Die Überspannung führte zu einem Notaus des Motors.

Kompakter All-in-one-Antrieb

Eine Alternative fand Eitec mit dem dezentralen Antriebssystem KFM 05a der Siei-Areg GmbH in Kombination mit einem Federmotor, der als Gegengewicht der Fallkraft der Torschürze entgegen wirkt. Das System fasst Asynchronmotor, Frequenzumrichter, Netzfilter, Kommunikation, analoge und digitale Schnittstellen sowie den Encoder in einer kompakten Antriebs- und Positioniereinheit zusammen. Der Verkabelungsaufwand ist minimal, die Integration in die verschiedensten Applikationen einfach und das kompakte Gehäuse spart Raum im Schaltschrank. Bei Torapplikationen, die nicht in die Maschinensteuerung integriert werden müssen, kann bei Einsatz des dezentralen Antriebssystems sogar ganz auf einen Schaltschrank verzichtet werden.

Die Montage des Antriebs ist vergleichsweise einfach, weil die Getriebe gleich mitgeliefert werden. Ihre Übersetzung beträgt im Fall des fraglichen Rolltors für die Fräsmaschine 1 zu 25. Auch die Inbetriebnahme erfolgt problemlos: Sobald der Parametersatz des KFM 05a einmal aufgespielt worden ist, läuft das Tor. Die automatische Inbetriebnahme des Maschinenschutztors erfolgt durch das Betätigen eines einzelnen Tasters. Damit wird das Teach-In ausgelöst und die Antriebseinheit lernt selbsttätig Bewegungsrichtung, Breite und Masse der Maschinenschutztür sowie die herrschenden Reibkräfte. „Für uns hat das den großen Vorteil, dass sich dadurch die Einfahr- und Programmierzeiten wesentlich verkürzen und wir weniger Endschalter und Steuerungselemente benötigen“, erklärt Dr. Fuhrmann. Zudem gestatte der Antrieb die exakte Positionierung des Maschinenschutztors.

Bis zu 16 Positionen anfahren

Als Positionierantrieb kann das Antriebssystem über seine Digitaleingänge bis zu 16 verschiedene und bei Busansteuerung sogar beliebige viele Positionen anfahren. Darüber hinaus lässt sich das System auch als drehzahlgeregelter Antrieb mit einstellbaren Rampen sowie freiem Auslauf, Gleichstrombremsung oder Lageregelung bei Stopp-Funktion betreiben. Die Parametrierung erfolgt über ein komfortables Bedienterminal.

Der Hersteller bietet den KFM 05a in vier verschiedenen Baugrößen mit Leistungsbereichen von 180 bis 510 W an. Die Schweitenkirchener Konstrukteure wählten den größten Antrieb der KFM-Baureihe mit einer Leistung von 510 W, einem Nenndrehmoment von 2,8 Nm und einer Nenndrehzahl von 1.750 U/min. Ihm gegenüber sitzt der Federmotor. „Das Haltemoment der Feder ist so hoch, dass das Tor in jeder Position sicher hält – auch wenn manuell daran gezogen wird“, erklärt Peter Troll, beim Spezialisten für Antriebstechnik verantwortlich für den Vertrieb des KFM. In anderen Fällen kombiniert Eitec das System mit Gehäusebremsen – der Platz dafür ist im Gehäuse bereits vorgesehen – oder, falls der Kunde es wünscht, mit zusätzlichen Sicherheitsvorrichtungen. Dabei stoppen Sicherheitsleisten, Lichtschranken und Lichtvorhänge die Bewegung des Antriebsystems direkt über die Digitaleingänge.

Spezieller Antrieb für den Personenschutz

Im Fall horizontaler Maschinenschutztüren oder -toren, bei denen der Personenschutz im Vordergrund steht, bietet sich der KFM Safety als Schutztürantrieb an. Der Antrieb verfügt über einen redundanten zweikanaligen Aufbau. Er erfüllt die drei Sicherheitsfunktionen STO (Safe Torque Off), SLS (Safely Limited Speed) und SLT (Safely Limited Torque). Damit erfüllt er nach EN 13489 Performance Level PL e (Kat. 3) bzw. nach EN 62061 Safety Integrity Level SIL 2. Der TÜV Nord hat die Entwicklung und Fertigung überprüft und den Antrieb nach den entsprechenden Normen zertifiziert. eve

www.sieiareg.de

www.eitec.de

Die wichtigsten Merkmale des KFM 05a:

hier.pro/jDXL7

AMB 2018: Eitec: Halle 10, Stand A71


PLUS

Vorteile beider Antriebe

  • einfaches Teach-in: automatische Inbetriebnahme der Maschinentür auf Knopfdruck (Lernen der Bewegungsrichtung, Türbreite, Massen und Reibkräfte)
  • kostengünstig, weil keine Endschalter oder sonstige Hardware für Türbetrieb erforderlich sind
  • minimaler Verdrahtungsaufwand
  • kompakt durch Kombination aus Asynchronmotor, Frequenzumrichter, Netzfilter sowie Kommunikation, analoge und digitale Schnittstellen, Encoder und Schutzfunktionen in einem Gehäuse
  • intelligente Türbewegungen, smarte Türpositionserkennung und schnelle Türbewegungen
  • KFM Safety mit Performance Level PL e nach EN 13489 und Safety Integrity Level SIL 2 nach EN 62061 durch TÜV Nord geprüfte und zertifizierte Sicherheitsfunktionen STO, SLS und SLT

„Das Haltemoment der Feder ist so hoch, dass das Tor in jeder Position sicher hält.“

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