Synchron-Servomotor von Stöber in Drei-Achs-CNC-System von Demero
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Synchron-Servomotor von Stöber in Drei-Achs-CNC-System von Demero

Steuerungs- und Antriebskomponenten
Synchron-Servomotor von Stöber in Drei-Achs-CNC-System von Demero

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Demero Automation Systems hat ein Drei-Achs-CNC-System entwickelt, das bei der Fertigung von Klimafiltern Dichtungsmasse dosiert aufträgt. Dabei erkennt die Anlage eigenständig verschiedene Bauteilformen und reagiert flexibel auf unterschiedliche Kurvenprofile. Für diese präzisen Prozesse setzt der Maschinenbauer auf ein Automationssystem von Stöber – bestehend aus Steuerung, Antriebsreglern und Servomotoren. Der Kunde, der diese Anlage im Einsatz hat, konnte damit seine Fertigungsleistung um bis zu 30 Prozent steigern.

Claudia Grotzfeld, Marketing, Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Pforzheim

Inhaltsverzeichnis

1. Steuerung und Antriebstechnik im Fokus
2. Zuverlässig im Hintergrund
3. Controller dient als Mensch-Maschine-Schnittstelle
4. Präzise im Einsatz

 

Die japanische Sanden Holdings Corporation mit Sitz in Isesaki und Tokio gehört zu den führenden Herstellern von Klimakompressoren und -Filtern. Um Kunden in Europa schnell beliefern und zuverlässig unterstützen zu können, hat der Automobilzulieferer mit der Sanden Manufacturing Poland auch in Polkowice eine Niederlassung.

Um bei der Herstellung Dichtungsmasse zwischen Filtermedium und Rahmen aufzutragen, setzte das Werk in Polen bisher auf Handpistolen. Der Nachteil dieser Methode: eine unzureichende Schnelligkeit sowie keine konstante Auftragsqualität. Ziel war demnach, diesen Fertigungsschritt zu automatisieren und so die Filterproduktion zu steigern. Für die Entwicklung der erforderlichen Anlage beauftragte das Unternehmen die Demero Automations Systems in Wrocław. Das Unternehmen entwickelt und vertreibt Roboter- und Mehrachslösungen für verschiedene Anwendungen.

Steuerung und Antriebstechnik im Fokus

„Konkret soll unsere Anlage zwei unterschiedlich geformte Filterteile, die sich in einer Form befinden, eigenständig erkennen, die Dichtungsmasse dosiert auftragen und zwischen den beiden verschiedenen Kurvenprofilen automatisch umschalten können“, beschreibt Darius Nosiadek, Geschäftsführer bei Demero die Anforderungen. „Der Themenkreis Steuerung und Antriebstechnik steht dabei im Fokus.“ Das Unternehmen ist Vertriebspartner der Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Pforzheim, Hersteller und Entwickler von Automatisierungslösungen und antriebstechnischer Komponenten wie Getriebe, Motoren, Antriebsregler und Motion Controller. Deswegen war für den Maschinenbauer von vornherein klar, dass er auch bei dieser Anwendung auf den Automatisierungsspezialisten setzt.

„Mit diesen Komponenten können wir die ganz spezifische Lösung sicher umsetzen“, sagt er. Demero entwickelte ein CNC-System mit drei Achsen in Gantry-Bauweise. Der Arbeitsraum beträgt X = 500, Y = 500 und Z = 200 Millimeter, die Positioniergenauigkeit liegt bei ± 0,01 Millimeter und die maximale lineare Geschwindigkeit bei 250 Millimetern in der Sekunde. Der Kopf dieser Maschine lässt sich flexibel an entsprechende Kundenanforderungen anpassen – beispielsweise, um je nach Einsatz eine Saugvorrichtung oder einen Greifer anzubringen.

Zu den eingesetzten Antriebskomponenten gehören Synchron-Servomotoren des Typs EZ, die direkt mechanisch mit der Spindel der Linearachse verbunden sind. „Die hohe Auflösung der Motorencoder sowie die schnelle Prozessdatenübertragung mittels Ethercat sorgen für eine sehr hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeit im System“, sagt Daniel Lohse, Director Business Development EMEA bei den Pforzheimern. Für eine einfache und schnelle Montage ist im Motor ein Hiperface-DSL-Absolutwertencoder integriert. Der Spezialist bietet damit eine One Cable Solution (OCS), die in einer Maschine mit wenig Platz absolut erforderlich ist.

Zuverlässig im Hintergrund

„Wir haben den Motor mit dem Antriebsregler aus unserer Baureihe SI6 kombiniert“, beschreibt Lohse. Diese hochdynamische Lösung arbeitet auch bei anspruchsvollen Bewegungen unbemerkt und zuverlässig im Hintergrund. Integriert sind die Funktionen STO (Safe Torque Off) und SS1 (Safe Stopp 1). In der Baureihe SI6 sind diese nach EN 13849–1 zertifiziert und lassen sich ohne produktionsunterbrechende Funktionstests nutzen.

„Konzipiert ist der nur 45 Millimeter schmale Antriebsregler als Anreihgerät“, sagt Lohse. „Ein einzelner Antriebsregler kann bis zu zwei Achsen regeln. Durch eine Aneinanderreihung mehrerer Regler lässt sich die Anzahl der anzusteuernden Achsen frei skalieren.“ Die Installation der einzelnen Komponenten erfolgt denkbar einfach. Die patentierten Quick-DC-Link-Module ermöglichen das simple Einklicken von Standardkupferschienen zur Energieverteilung sowie die einfache Montage und den Anschluss der Antriebsregler. Die Steuerung übernimmt bei dieser Anlage der Motion Controller MC6 des Antriebstechnikherstellers. Dieser eignet sich für die taktsynchrone Ansteuerung über Ethercat.

Controller dient als Mensch-Maschine-Schnittstelle

Der Controller dient zudem als gesamte Mensch-Maschine-Schnittstelle. Durch die Verwendung der Entwicklungsumgebung Automation Control Suite AS6 sind offene Motion-Control-Systemkonzepte möglich (IEC 61131–3). Der Motion Controller ist damit in der Lage, auch die Maschinensprache G-Code zu verstehen und auszuführen, in der die Bewegungsbahn gespeichert ist. Der Anwender kann die Anlage aber auch direkt nach dem Punkt-zu-Punkt-Prinzip positionieren.

„Alle Berechnungen für die Bahnplanung und Interpolation der drei Achsen erfolgen zentral“, erläutert Nosiadek. Mit dem Motion Controller lässt sich die Kurvenform flexibel an die Formen der Filterteile anpassen. Über das 15-Zoll-Touch-Panel kann der Anwender die Maschine direkt bedienen und die angezeigten Informationen nutzen. Eine Sprachumschaltung ist ebenso enthalten wie eine Benutzerverwaltung. Letztere sorgt dafür, dass der Mitarbeiter die Maschine mit auf ihn angepassten Einstellungen und Eingriffsmöglichkeiten handhaben kann. „Unsere Entwicklungsumgebung umfasst alle in Codesys V3 enthaltenen Funktionen für Motion Control“, erläutert Lohse. Für die Programmerstellung stehen hochleistungsfähige Drive-&-Motion-Bibliotheken zur Verfügung, mit denen sich die Anwendung mit reduziertem Programmieraufwand umsetzen lässt.

Präzise im Einsatz

Nosiadek: „Als Speicher für die Dichtungsmasse dient eine Kartusche, die für etwa 100 Filter reicht. Diese muss der Bediener von Hand tauschen“, beschreibt er. „Auf Wunsch des Kunden haben wir keine zentrale Zuführeinheit eingebaut. Die Menge des Dichtungsmaterials wird durch Druckluft geregelt.“ Abhängig ist diese von der Geschwindigkeit des Auftragens und dem Abstand zur auftragenden Fläche. Die Maschine erkennt die zwei unterschiedlichen Formen der Filterteile automatisch. Die Steuerung schaltet dementsprechend selbstständig hin und her. Das Drei-Achs-System ist bei der Sanden Manufacturing Poland nun 24/7 im Einsatz. Das Werk konnte damit seine Filter-Fertigung um bis zu 30 Prozent steigern. (jg)

Details zu den EZ-Motoren von Stöber Antriebstechnik


Kontakt:

Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG
Kieselbronner Str. 12
75177 Pforzheim
Tel.: +49 7231 582–0
E-Mail: sales@stoeber.de
Website: www.stoeber.de

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