Phoenix Contact Deutschland GmbH

Das dezentrale Servokompaktantriebssystem von Phoenix Contact.

Bild: Phoenix Contact
7 Bewertungen

Antriebe für alle Fälle Smarte Anschlusstechnik

03.07.2019

Wenn Maschinen dank der Anforderungen aus Industrie 4.0 immer kompakter und leistungsfähiger werden, muss auch das Antriebssystem mitspielen. Hier helfen modulare Servokompaktantriebe mit integriertem Verstärker und smarter Anschlusstechnik bei der Realisierung.

Sponsored Content

Seit über 28 Jahren entwickelt und fertigt die Jenaer Antriebstechnik – auch unter dem Namen JAT bekannt – im thüringischen Jena maßgeschneiderte Antriebslösungen und -systeme für eine hohe Anzahl unterschiedlicher Märkte mit jeweils spezifischen Anforderungen. Der Fokus ist stets darauf gerichtet, gemeinsam mit dem Kunden Antriebslösungen auf dem jeweils neuesten Stand der Technik zu entwickeln und umzusetzen.

Mehr Flexibilität für den Kunden zu schaffen ist eine wichtige Säule der Produktentwicklung. Dabei kommt es darauf an, den Servomotor nach genauen Kundenanforderungen auszurichten, damit der JAT-Kunde die Produktivität und Wirtschaftlichkeit seiner Anlage steigert. Das Ergebnis dieser Bestrebungen ist ein dezentrales Servokompaktantriebssystem, dessen Controller keinen Platz mehr im Schaltschrank benötigt – wodurch sich der Installationsaufwand auf ein Minimum reduziert. Das spart nicht nur Kosten, sondern schafft auch viel Freiheit im Maschinen- und Anlagendesign.

Modularität konsequent umgesetzt

„Unser Anliegen war es, ein Basisgerät zu konzipieren und dabei auf alles zu verzichten, was nicht für die grundlegende Funktionalität des Kompaktantriebs notwendig ist“, erläutert der zuständige Entwickler Thomas Hertwig die Produkt­philosophie des Hauses. „Für die kundenspezifische Adaptierung gibt es das Optionsmodul - auf dem können wir alle Funktio­nen, die für die Anwendung zusätzlich erforder­lich sind, mit an Bord nehmen.“ Hardwarekosten für nicht genutzte Gerätebauteile entfallen somit für den Anwender. Hertwig: „Zudem bieten wir unserem Kunden ein maßgeschneidertes und Budget schonendes Produkt mit schneller Verfügbarkeit.“

Die Integration aller erforderlichen Systeme auf der einen sowie die gleichzeitige Komprimierung des Antriebs auf der anderen Seite stellten die Konstrukteure vor große Herausforderungen. Um den Fertigungsaufwand gering und die Flexibilität hoch zu halten, hat JAT sich entschieden, zweiteilige M8- und M12-Steckverbinder von Phoenix Contact einzusetzen. „Die große Varianten­vielfalt an Polzahlen und Codierungen bietet unseren Entwicklern die Möglichkeit, alle optionalen Ausbaustufen des neuen Servoantriebs­systems auf nur einer Platine – dem Optionsmodul - umzusetzen“, erklärt Hertwig. „Das schafft nicht nur Platz im Motor, sondern reduziert auch die Kosten in der Fertigung und Montage.“

Flexibles Kompaktservoantriebssystem

Ob Textil-, Halbleiter-, Automobil-, Druckindus­trie oder Medizintechnik – jede Branche hat ihre eigenen zum Teil sehr speziellen Anforderungen. Das Basisgerät setzt sich aus verschiedenen Modulen zusammen. Je nach Bedarf kommen nieder- oder hochpolige Motoren mit 80 oder 86 mm Flanschmaß zum Einsatz. Durch das mehrpolige Motorenkonzept steht ein hohes Drehmoment auch bei 1.500 U/min zur Verfügung. Dadurch lassen sich wiederum einzelne Getriebestufen oder sogar das gesamte Getriebe einsparen.

Auf diese Weise werden nicht nur die Gerätekosten reduziert, sondern auch die Toleranzen sinken, was zu einer höheren Genauigkeit führt. Da bei diesem Konzept ein mechanisches Teil weniger existiert, das ausfallen kann, verringert sich auch der Wartungsaufwand. Dadurch erhöht sich dann wieder die Anlagenverfügbarkeit.

Um einfache Aufgaben - wie zum Beispiel Bandtransporte - zu erledigen, wird im Maschinen- und Anlagenbau häufig mit einer sogenannten sensorless-Motion-Regelung gearbeitet. Dabei entfallen die Hardwarekosten für ein Messsystem. Bei Lageregelungsaufgaben, die eine hohe Präzision erfordern, kann zusätzlich ein inkrementelles oder absolutes Motorfeed­backsystem angeschlossen werden.

Bereits in der Basisausstattung stehen dem Kunden hier mehrere digitale Ein- und Ausgänge zum Anschluss von Sensoren und Aktoren an der Maschine zur Verfügung. „Dieses flexible Konzept wäre ohne die M8- und M12-Steckverbinder nicht denkbar“, so Hertwig. „Die Palette der anzuschließenden Sensoren und Aktoren kann bei Bedarf jederzeit erweitert werden“.

Flexibel und leistungsstark durch Modularität

Die Motoren werden je nach Leistungsklasse entweder mit 60 VDC Schutzkleinspannung oder durch das „Andocken“ eines zusätzlichen Hochvolt-Moduls mit Netzeinspeisung von 230 VAC oder 325 VDC betrieben. Auch hier unterstützen me­trische Rundsteckverbinder aus der Produktfamilie Pluscon von Phoenix Contact. „Ausschlaggebend für unsere Wahl waren Aspekte wie Leistungsfähigkeit, Zuver­lässigkeit und Robustheit“, erläutert Hertwig seine Entscheidung. „Denn auch unter den oftmals rauen Bedingungen im Industrieeinsatz müssen unsere Motoren immer zuverlässig ihre Arbeit verrichten.“

Integrierte Safety-Lösungen

Weil auch die Kunden des Jenaer Antriebsherstellers immer mehr Wert auf funktionale Sicherheit legen, erfüllen die Antriebe auch die Sicherheitsfunktion „Sicher abgeschaltetes Moment” gemäß der IEC/EN 61800-5-2. Optional bietet JAT auch eine Schnittstelle zur übergeordneten Automatisierungsebene via CANopen. Hierbei können die Kompaktantriebe durch eine separate Logikversorgung von 24 VDC auch ohne Leistungsversorgung mit der übergeordneten Steuerung parametriert werden und kommunizieren. Standardmäßig ist das Optionsmodul mit M8- und M12-Rundsteckverbindern ausgestattet. Aber auch andere Steckverbinder können individuell zusammengestellt werden, so dass der Maschinenbauer das Gerät nicht nachträglich an seine verfügbare Anschlusstechnik adaptieren muss.

Miniaturisierung bei Anschlusstechnik

Immer kleiner werdende smarte Motoren erfordern immer kleinere smarte Steckverbinder. „Um die Anpassung an die Kundenanwendung so preisoptimiert wie möglich umzusetzen, haben wir unser Gerätekonzept so ausgelegt, dass wir das Basis­gerät selbst nicht modifizieren müssen“, resümiert Hertwig. „Dadurch minimiert sich der Aufwand beim Engineering, was Entwicklungszeit und Kosten reduziert.“ Ob Standard-Optionen oder Spezial­wunsch des Maschinenbauers: Auf dem Optionsmodul sind nahezu alle Kundenanforderungen bequem und flexibel implementierbar. Neben verschiedenen Kommunikations- und Parametrierschnittstellen stehen weitere analoge und schnelle digitale Ein- und Ausgänge zur individuellen Konfiguration zur Verfügung.

Bildergalerie

  • „Smarte“ Motoren begünstigen „smarte“ Maschinen, als Systemausrüster hält Phoenix Contact die passende Kabelanschlusstechnik bereit.

    Bild: Phoenix Contact Deutschland

  • Motor mit Optionsmodul: Die Platine vereinfacht den Gesamtfertigungsprozess, da auf nur einer Ebene alle Schnittstellen der Motorausbaustufen bei Bedarf kombinierbar sind.

    Bild: Phoenix Contact Deutschland

  • Thomas Hertwig, Entwicklungsingenieur bei JAT Jenaer Antriebstechnik, hat sich für eine flexible und dennoch einheitliche Steckverbinderlösung von Phoenix Contact entschieden.

    Bild: Phoenix Contact Deutschland

Verwandte Artikel