Komplette Antriebssysteme liefern über das Zusammenspiel von Motor, Getriebe, Sensor und Regler sowohl Präzision als auch Flexibilität. Auf diese Weise lassen sich Positioniergenauigkeit und maximale Leistung auf kleinstem Raum verbinden; gängige Feedbacksysteme unterstützen die Integration in die Maschine.
Insbesondere im Werkzeugmaschinenbau beeinflusst die Präzision der Servoantriebe maßgeblich die Qualität der zu fertigenden Produkte. Dementsprechend steigen die Anforderungen an die Antriebstechnik – die Konstrukteure erwarten eine hohe Positioniergenauigkeit sowie maximale Leistung auf kleinstem Raum, was sich nur über das gute Zusammenspiel von Motor, Getriebe, Sensor und Regler erreichen lässt. Ein weiteres zentrales Merkmal eines Servoantriebs ist die geschlossene Rückführung: Nur eine gezielte Regelung von Stellgrößen wie Umdrehungsgeschwindigkeit, Winkelposition und Beschleunigung ermöglicht präzise Bewegungen und eine Anpassung an die unterschiedlichen Anforderungen.
Der CHA-Servo-Hohlwellenantrieb von Harmonic Drive kombiniert beispielsweise neu entwickelte, hochdynamische Servomotoren mit leistungsstarken und kurz bauenden CPU-Getriebeeinheiten. Das vermeidet Winkelgetriebe oder andere aufwändige Lösungen. Zudem bietet das Wellgetriebeprinzip eine hohe Steifigkeit, eine Positioniergenauigkeit von wenigen Winkelsekunden und eine lange Lebensdauer ohne Flankenspiel. Die zentrische Hohlwelle wird zur Durchführung von Versorgungsleitungen oder Wellen durch die Mitte des Antriebs genutzt. Diese Eigenschaft vereinfacht die Konstruktion in vielen Anwendungen und spart somit Entwicklungs- und Montagezeit.
Von EnDat bis Hiperface
Motorfeedbacksysteme von Harmonic Drive sind kompatibel zu Reglern anderer Hersteller – was die Integration auch in bestehenden Anlagen vereinfacht. Bei der CHA-Serie hat der Anwender die Wahl:
- Der inkrementelle Sinus/Cosinus-Encoder ermöglicht den Anschluss an die Umrichter der Siemens-Welt (wie Sinamics und Simodrive).
- Daneben steht auch ein Multiturn Absolut Encoder zur Verfügung. Dieses absolut messende System von Heidenhain zur mechanischen Ankopplung ist parallel zum Antrieb positioniert und über einen Zahnriemen mit der Motorwelle verbunden. Es basiert auf einem multiturn-absoluten Drehgeber mit EnDat-Schnittstelle. Die absolute Position wird beim Einschalten des Systems über die EnDat-Schnittstelle an den Servoregler übertragen.
- Das ebenfalls zur Verfügung stehende Hiperface-Motorfeedbacksystem ist optional als singelturn-absolutes oder multiturn-absolutes Motorfeedbacksystem wählbar. Auch hier wird der Absolutwert beim Einschalten des Gerätes über die Hiperface-Schnittstelle an den Regler übertragen. Dieser nutzt diese Basis und zählt inkrementell mit der Sinus/Cosinus-Spur weiter.
Der Antrieb mit einem Hiperface-kompatiblen Sinus/Cosinus-Encoder bietet dem Anwender dabei im Vergleich zu bisherigen Encoder-Systemen zwei deutliche Vorteile: den hohen Informationsgehalt durch die Interpolation des Sinus/Cosinus-Signals und das im Encoder integrierte EEPROM zum Speichern und Lesen von Daten. Hinzu kommt der geringere Verkabelungsaufwand.
Noch deutlicher fällt der Nutzen mit einem absoluten Multiturn-Hiperface-kompatiblen Sinus/Cosinus-Encoder aus. In diesem Fall entfällt nicht nur die bei inkrementellen Systemen notwendige Referenzfahrt; sondern es sind auch keine Endschalter mehr nötig, da die absolute Position des Abtriebsflansches bekannt ist. Davon profitiert auch die Anlagensicherheit, da Signale von Absolutwert- und Inkrementalgeber unabhängig ausgegeben werden können. Die Integration wird dadurch vereinfacht und die Maschinenproduktivität erhöht. I
Info & Kontakt
Harmonic Drive AG
Alois Buss
Produktmanager Servotechnik
Tel.: 06431 5008-274
Detaillierte Informationen zu den Servoantrieben der Baureihe CHA mit Hohlwelle
Automation Award 2013
Die AC-Hohlwellen-Servoantriebe CHA-14 und -17 konnten im vergangenen Jahr im Rahmen des Automation Awards der elektro AUTOMATION Platz 5 belegen. Alois Buss, Produktmanager Servotechnik, erläutert dazu im Interview Details.
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