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Antriebstechnik - Wünsch dir was!

Rexroth automatisiert BearbeitungszentrumBedienen wie das Smartphone

SW Bearbeitungszentrum mit Bosch Rexroth Komponenten

Eine moderne, an Smart Devices orientierte Bedienung, integrierte Simulationstools und die Anbindung an Industrie 4.0: Diese Anforderungen erfüllt die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) auch mit einer technologieüberreifenden Automatisierung von Bosch Rexroth.

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AntriebstechnikWünsch dir was!

Leistungspotenzial von EC-Antrieben optimal nutzen. Die Miniaturisierung bei der Elektronik ermöglicht es, Hardwarefunktionen teilweise durch Software zu ersetzen. Das ist auch bei der Entwicklung von Elektroantrieben möglich.

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EC-Motor

Motoren elektronisch zu regeln und damit variable Drehzahlen, Drehmomente oder begrenzte Leistungsabgabe nach Bedarf einzustellen wird in der Automatisierung zunehmend gefordert. ebm-papst verfolgt diesen Trend und hat die komplette Antriebssteuerung und Leistungselektronik als K4-Modul in den Antrieb integriert. Das erweitert die Einsatzmöglichkeiten moderner, elektronisch kommutierter Antriebe. Musste man herkömmliche DC-Antriebe auf bestimmte Drehmoment- oder Drehzahlbereiche mechanisch auslegen, so decken EC-Motoren von Hause aus einen größeren Bereich ab. Die integrierte Ansteuerung ermöglicht es, dieses Potenzial zu hundert Prozent auszuschöpfen – ohne Abstriche bei der Zuverlässigkeit. Zudem erleichtert dezentrale Intelligenz im Antrieb die Integration in die Anwendung und erspart Verkabelungsaufwand und Montagezeit.

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Parametrierbarer Antrieb
Moderne EC-Antriebe punkten durch einen robusten Aufbau: Die Magnetkreise können selbst höchsten mechanischen und elektromagnetischen Belastungen problemlos widerstehen. Daraus ergibt sich ein enormes Leistungspotenzial bei höchstem Wirkungsgrad; allerdings wird die Leistungsbandbreite bisher nur in seltenen Fällen wirklich genutzt. Die neue Ansteuer-Elektronik mit der Bezeichnung „K4“ ändert das grundlegend: Sie überwacht die Antriebe und ermöglicht im Rahmen der vorgegebenen Parameter volle Motorauslastung. Antriebsvorteile wie volles Motordrehmoment ab Drehzahl null bei hoher kurzzeitiger Überlastfähigkeit – etwa um schwere Lasten zu beschleunigen – lassen sich optimal nutzen. Derselbe Antrieb kann neu parametriert auch feinste Fäden bei variabler Drehzahl aufwickeln oder ähnlich wie ein Schrittmotor betrieben werden und gezielt bestimmte Positionen auf Abruf selbsttätig anfahren.

Vorteile einer integrierten Steuerung
Die flexible Steuerung ermöglicht es, den Antrieb maßgeschneidert an die Anforderungen der Anwendung anzupassen. Drei Haupt-Betriebsmodi sind möglich – Drehzahl-, Positionier- oder Drehmomentmodus. Die voll integrierte Regelelektronik bietet mehrere analoge und digitale Ein- und Ausgänge, die über eine RS485-Schnittstelle parametrierbar sind. Ebenso kann über Überwachungsfunktionen – etwa Spannung, Strom, Drehzahl, Temperatur – die Funktion des Antriebs im Betrieb kontrolliert werden. Der Anwender kann sich so auf die Kernkompetenz seiner Entwicklung konzentrieren, und der Antrieb wird mit optimalen Werten im zulässigen Kennfeld angesteuert. Zudem reduziert sich die Anzahl der nötigen Antriebsvarianten für Anwender mit breitem Anforderungsprofil. Auch nachträgliche Anpassungen im Betrieb sind möglich. Die Steuerungs- und Leistungselektronik macht den modernen Antrieb flexibel einsetzbar und lässt sich über das leistungsfähige PC-Parametriertool „Kickstart“ schnell parametrieren. Zwei Praxisbeispiele zeigen die Möglichkeiten:

Eine präzise und reproduzierbare Positionierung ist beispielsweise beim Einsatz des ECI 63.20-K4 als „Lenkmotor“ für eine aktive Hinterachse in Transportfahrzeugen gefordert. Dazu gibt die Fahrzeug-Steuerung einen Sollwinkel an den Motor aus, der im „Schrittmotormodus“ arbeitet. Der Antrieb setzt diese Eingabe dann eigenständig in einen entsprechenden Lenkwinkel um. Da die integrierte Steuerung die Lenkwinkelvorgaben motorgerecht aufbereitet und an den Leistungsteil weitergibt, muss sich der Anwender nicht mehr um die Motorsteuerung kümmern und kann sich auf die Kernaufgabe, die richtige Positionierung, konzentrieren. Zusätzlich werden je nach Vorgabe Strom, Spannung, Position, Drehzahl und andere Parameter in einem Diagnosetool ständig überwacht und gegebenenfalls ein Alarm ausgegeben.

Antriebe in der Intralogistik
Durch die kompakten Maße und die hohe Überlastfähigkeit eignen sich die Antriebe der ECI- und VDC-Reihe für Einsätze auf engstem Raum mit dynamischen Anforderungen. Ein gutes Beispiel dafür ist eine Ausschleuseeinheit in der Fördertechnik: Ein Antrieb auf Basis des Motortyps VDC-3-49.15-K4 integriert bei nur 120 Millimeter Länge und 63 Millimeter Durchmesser sowohl Motor als auch Planetengetriebe und die zugehörige K4-Elektronik. Jeder Motor kann über die Elektronik individuell auf seine Antriebsaufgabe in der Förderstrecke eingestellt werden. pb


Die ebm-papst-Gruppe ist Hersteller von Ventilatoren und Motoren. Seit Gründung setzt das Technologieunternehmen kontinuierlich weltweite Marktstandards: von der Marktreife elektronisch geregelter EC-Ventilatoren über die aerodynamische Verbesserung der Ventilatorflügel bis hin zur ressourcenschonenden Materialauswahl unter anderem mit Biowerkstoffen. Im Geschäftsjahr 2014/15 erzielte das Unternehmen einen Umsatz von knapp 1,6 Milliarden Euro mit rund 12.000 Mitarbeitern an 18 Produktionsstätten sowie 57 Vertriebsstandorten weltweit. Die Ventilatoren und Motoren sind in vielen Branchen zu finden: Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik, Haushaltsgeräte, Heiztechnik, IT und Telekommunikation, Pkw-Applikationen und Nutzfahrzeugtechnik.

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