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„Unsere Dreiachsregler bieten außerordentliche Möglichkeiten“

Text: Fragen: Mathis Bayerdörfer, A&D Foto: LTi
Systeme statt einzelnen Komponenten - das fordert der Maschinenbau. Auch LTI folgt diesem Trend und präsentiert auf der SPS/IPC/Drives ein neues Mehrachs-Automatisierungssystem. Über dessen Funktionalität sprach Geschäftsführer Dr. Josef Wiesing mit A&D.

A&D: Herr Wiesing, Sie stellen auf der SPS/IPC/Drives ein neues Automatisierungssystem vor. Welche Strategie steckt dahinter?

Josef Wiesing: Das neue SystemOne CM gliedert sich als komplettes Automatisierungssystem in unser ServoOne- und MotionOne-Produktportfolio ein. Antriebstechnisch handelt es sich um ein DC-gekoppeltes Mehrachssystem. In Produktionsmaschinen mit drei Achsen oder mehr, machen solche Mehrachssysteme absolut Sinn. Nachdem wir in unserem Portfolio ein solches System für große Leistungen bereits haben, folgt jetzt das Pendant für den kleineren Leistungsbereich.

Welche Funktionalität decken Sie auf diese Weise ab?

Das neue System umfasst alle typischen Komponenten eines Automatisierungssystems mit einheitlichem Formfaktor und aufeinander abgestimmter Mechanik. Der Kopf des Systems ist eine MotionControl-Steuerung mit integrierter funktionaler Sicherheit. Zentrale Versorgungsmodule generieren die benötigten Spannungen - sowohl für die Steuerelektronik als auch für die Leistungsversorgung. Hinzu kommen natürlich die Servoregler als Einachs-, Zweiachs- und erstmals auch als Dreiachsmodule für einen Bereich von 1,5 bis 24 Ampere Effektivstrom pro Achse. Dezentrale I/O-Systeme und entsprechende Bedien-Panels runden das Komplettsystem ab.

Mit welchen Besonderheiten differenzieren Sie sich von bereits bestehenden Systemen?

Wir konnten die Steuerungs-, Sicherheits- und Antriebstechnik gleichzeitig designen und mussten keine Kompromisse eingehen. Alle Komponenten sind aus einem Guss aufeinander abgestimmt - Redundanzen im System werden vermieden. Dadurch ist das System extrem kompakt aufgebaut. Gerade die neuen Dreiachsmodule bieten dem Anwender außergewöhnliche Möglichkeiten, um Bauraum und Kosten zu sparen. Nicht nur die Installation des Systems, sondern auch Service, Bedienung und Tooling der verschiedenen Komponenten konnten optimal aufeinander abgestimmt werden. Eine weitere Besonderheit liegt im Sicherheitskonzept. Safety findet nicht nur in der Steuerung statt, sondern auch in den Achsreglern. Man kann die einzelnen Funktionen nur dort platzieren wo sie logisch hin gehören, wenn man das System als Ganzes neu entwickelt. Mit diesem Ansatz kann man mit SystemOne CM sogar sichere Bewegungen im Raum realisieren - das gab es bislang noch nicht auf dem Markt. Darüber hinaus ist auch die hohe Leistungsdichte zu nennen, sowie eine ausgezeichnete Regelungsqualität, die auch bei den Zwei- und Dreiachsreglern nicht eingeschränkt ist.

Worauf ist diese zurückzuführen?

Bei unseren Antriebsreglern setzen wir auf ein eigens entwickeltes Mixed-Signal-ASIC. Wir haben sowohl die hochauflösende Analog- als auch die antriebsspezifische Digitalsignalverarbeitung und einen 32Bit-Floatingpoint-Prozessor für die Regelalgorithmen integriert. Dahinter steckt ein enormer Aufwand, aber auch ein großer Nutzen, denn ohne das ASIC wäre die Integration von drei Achsen in einem kompakten Modul nicht ohne Performance-Einbußen möglich.

Lösen moderne Mehrachssysteme die klassischen Einachsregler ab?

Im Mittelwert verfügen Produktionsmaschinen über fünf bis sechs Achsen, aber es gibt auch noch viele Anwendungen mit nur einer oder zwei Achsen. Hinzu kommt der Trend, die Maschinen selbst zu modularisieren. Auch dann gibt es häufig nur wenige Achsen pro Einheit. Es ist also nicht in Frage zu stellen, dass auch künftig direkt netzgespeiste Stand-Alone-Regler zur Anwendung kommen. Somit muss ein vollständiges Produktportfolio beides beinhalten. Dennoch: der Einsatz moderner Mehrachssysteme wird in der Zukunft spürbar zunehmen.

Wie gehen Sie auf die steigenden Ansprüche hinsichtlich Visualisierung und Bedienung ein?

Die Usability ist heute ein wichtiger Schlüssel für den Vermarktungserfolg und sollte mit entsprechender Priorität behandelt werden. Gerade auch durch den Einzug der funktionalen Sicherheit hat die Komplexität von High-End-Systemen deutlich zugenommen. Sie ist nur noch durch anwenderfreundliche und intuitive Bedienkonzepte beherrschbar. Dieser Aspekt stand deshalb bei der Entwicklung von SystemOne im Vordergrund.Für ein einheitliches und durchgängiges Entwicklungs-, Bedien- und Servicekonzept bieten wir aufeinander abgestimmte Tools mit gleichartiger Bedienphilosophie. Hinzu kommen Vorteile wie eine einheitliche Datenbasis und zentral abgelegte Konfigurationsdaten.

Welche Berücksichtigung findet die Rückspeisung bei SystemOne CM?

Durch unsere Erfahrung bei Photovoltaikanlagen sind wir Spezialisten auf dem Gebiet. Dieses Know-how haben wir natürlich in die ServoOne-Familie einfließen lassen, vor allem in Systeme mit hohen Leistungen, zum Beispiel für Werkzeugmaschinen mit großen Spindeln und häufigem Werkzeugwechsel. Bei den kleineren Leistungen im Umfeld von SystemOne CM lohnt sich die Rückspeisung aber weniger. Stattdessen setzen wir auf einen gemeinsamen Zwischenkreis: Läuft eine Achse generatorisch, versorgt sie andere, motorisch laufende Achsen. Im Normalfall greift also kein Bremschopper ein und die Energie bleibt im System. Sollte die Nachfrage auch im kleinen Leistungsbereich steigen, werden wir entsprechende rückspeisefähige Module anbieten.

Bei der Kommunikation innerhalb des Systems setzen Sie auf Ethercat. Warum fiel die Wahl auf diesen Standard?

Durch die stetig wachsende Marktakzeptanz ist Ethercat für die ServoOne-Familie zum wichtigsten Bussystem geworden. Speziell die Leistungsfähigkeit und Übertragungsbandbreite sprachen auch beim neuen Mehrachssystem für dessen Einsatz. Zur Übertragung von sicheren Daten nutzen wir die Protokolldefinition FSOE und den Spielraum im Safety Drive Profile um unsere antriebsspezifischen Safety-Funktionen einzubringen.

Wie sieht es bei der Kommunikation nach außen aus?

An dieser Stelle sind wir sehr flexibel: SystemOne CM verfügt standardmäßig über zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen; darüber hinaus bietet unser Optionskonzept die Einbindung der gängigen Bus-Protokolle, zum Beispiel Ethernet/IP oder Profinet.

In welchen Applikationen wollen Sie mit dem System Fuß fassen?

Durch die integrierte Motion Control Performance zielen wir auf anspruchsvolle Mehrachs-Bewegungsaufgaben ab, wie sie zum Beispiel in einer Verpackungsmaschine oder in der Produktronik vorkommen. Darüber hinaus wenden wir uns mit der CNC-und der RC-Funktionalität auch an typische Werkzeugmaschinen- sowie an Robotik- und Handling-Anwendungen.

Woher nehmen Sie das Know-how und die Ressourcen für das breite technische Spektrum des Systems?

Wir arbeiten an dieser Stelle auf Augenhöhe mit dem Unternehmen Keba zusammen, das viel Know-how zu Motion Control und Robotik eingebracht hat. Die gemeinsamen Interessen und das Synergiepotential standen schnell fest, deshalb haben wir die Spezifikationen zusammen erarbeitet und dann das System gemeinsam entwickelt. Bei der Vermarktung wollen wir dann mit den jeweiligen Brands eigene Wege gehen. Rückblickend hat dieses Vorgehen so gut funktioniert, dass man nur jedem Mittelständler raten kann, ähnliche Wege zu beschreiten.

Gibt es schon Praxiserfahrung?

Es ist schon klar, mit welchen Leitkunden wir das System einführen werden. Die Feldtestphase beginnt Mitte des nächsten Jahres. Dennoch stellen wir das System schon zur SPS/IPC/Drives vor, denn die Entscheidung für ein neues Automatisierungssystem sowie die Einführung sind für Maschinenbauer große Projekte, die sich durchaus über mehrere Jahre erstrecken können.

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