100.000 Kombinationen

Motoren - Eine neue Servomotorenbaureihe mit integrierter Elektronik ermöglicht den Aufbau von dezentralen Antriebslösungen. Die Kombinationsfähigkeit mit bestehenden Getriebe-Programmen erlaubt eine Vielzahl maßgeschneiderter Pakete.

30. Mai 2007

Ein langjähriger Trend beim Aufbau von Automatisierungslösungen ist die zunehmende Dezentralisierung der Antriebstechnik. Viele Hersteller entwickeln zudem seit langem Baukastensysteme, aus denen sich maßgeschneiderte Antriebslösungen zusammenstellen lassen. Beide Wege kombiniert hat der Antriebstechnikhersteller Heidolph Elektro aus Kelheim in Bayern, mit dessen modular aufgebauter Baureihe HeiDrive sich mehr als 100.000 mögliche Motor-Getriebe-Kombinationen realisieren lassen. Durch den Einsatz einer dezentralen Elektronikeinheit ermöglicht das Unternehmen zudem den Aufbau passender Gesamtlösungen selbst für anspruchsvollste Automatisierungseinsätze. Durch die Vernetzung der Einheiten lassen sich so die Abläufe programmieren und Teilaufgaben vergeben. Die Vielzahl der bestehenden frei kombinierbaren Getriebe und Motoren eröffnet dabei eine breite Auswahl an Lösungen.

Eine aktuelle Neuentwicklung ist die Servomotoren-Baureihe EC-I mit bereits integrierter Elektronik. Durch die Kombination mit einem beliebigen Getriebe lassen sich damit anspruchsvolle dezentralen Antriebslösung in kompakter Form schnell aufbauen.

Basis der hohen Leistungsdichte und des ausgezeichneten Wirkungsgrads der Motoren ist die Verwendung von NeFeB als Magnetmaterial sowie eine Optimierung der Schnittgeometrie für die Statorwicklung. Der Einbau der kompletten Antriebseinheit in ein geschlossenes Aluminium-Profi l gewährleistet zudem eine sehr gute Wärmeableitung bei zugleich hoher Schutzklasse.

Zentrale Bestandteile der Motoren sind ein integrierter Vier-Quadranten-Regler und ein eingebauter Impulsgeber, mit denen der Antrieb exakte Positionieraufgaben übernehmen kann. Zur Kommunikation mit PC oder SPS dienen eine RS-232-Buchse sowie eine CAN open-Schnittstelle. Die Elektronik bietet vier verschiedene Betriebsmodi.

Im manuellen Betrieb lassen sich die Sollwerte für Drehzahl, Drehrichtung und Bremsfunktion durch ein Analogsignal bzw. verschiedene Schalter einstellen. Der Drehzahlregler kann zudem auch über eine digitale Schnittstelle (PC oder Feldbus) angesteuert werden. Hierbei läuft der Motor leistungsabhängig mit einer gewählten Drehzahl. Bei der Betriebsart Drehmomentregelung dagegen dreht der Motor lastabhängig mit variabler Drehzahl. Die dritte Betriebsart ist die Vorgabe des Wunschmomentes über die digitale Schnittstelle. Zur Erhöhung der Regelgenauigkeit ist dabei eine Verlustkennlinie des Antriebs im Parametersatz abgelegt. Im Positioniermodus fährt der Antrieb eine gewählte Zielposition an, die absolut oder relativ definiert sein kann. Die Zielvorgabe erfolgt über die digitale Schnittstelle. Hat der Antrieb die Zielposition erreicht, wird die Position auch bei Kraft auf dem Antrieb aktiv gehalten. Bei vielen Anwendungen ist daher keine zusätzliche mechanische Bremse notwendig.

PC-Software zum Bedienen

Auf einfache Weise bedienen lassen sich die Antriebseinheiten mit einer eigens für die Baureihe EC-I entwickelten PC-Software, die sämtliche Eingabe- und Auswertemöglichkeiten einschließlich einer Oszilloskop- Funktion bietet. Über die serielle Schnittstelle lassen sich damit zudem die aktuellen Antriebsparameter aus dem Antrieb auslesen und nötigenfalls verändern, um den Antrieb optimal in die Anwendung zu integrieren. Zur Diagnose werden sämtliche Fehler und Warnungen im Antrieb gespeichert, sodass die Historie der aufgetretenen Fehler nachvoll zogen werden kann. Die Motoren bieten im Dauerbetrieb eine Leistung zwischen 70 und 500 Watt bei einer Anschlussspannung von 24 Volt bis 48 Volt. Für Anwender, die eine zentrale Antriebslösung benötigen, steht alternativ auch ein Ein-Quadranten-Regler mit einem 16-Bit-Prozessor zur Wahl, der mit einem zusätzlichen Bremschopper auch Bremsfunktionen übernehmen kann. Die Standardfunktionen wie Links-/Rechtslauf, Start-Stopp-Funktion, Drehzahlausgang und Notstoppfunktion können über digitale Ausgänge realisiert werden. Zur Abrundung des Produktprogramms entwickelt Heidolph derzeit einen Vier-Quadranten-Regler für den Leistungsbereich bis 750 Watt. Lieferbar ist die neue Elektronik voraussichtlich ab Januar 2008.

Bei den Getrieben bietet der Baukasten die Wahl zwischen zahlreichen Schnecken-, Stirnrad- oder Stirnkegelradgetrieben entsprechend dem jeweiligen Einsatzbereich. Bei hohen Ansprüchen an Wirkungsgrad und Lebensdauer des Getriebes sowie an eine geringe Baugröße, sind Stirnkegelradgetriebe die ideale Alternative für einen Winkelantrieb. Sie besitzen eine wartungsfreie Ölschmierung mit mineralischem oder synthetischem Öl und werden in einem Drehmomentbereich von 10 bis 130 Newtonmeter angeboten. Je nach Applikation können Drehzahlbereiche von 4 bis 500 U/min erreicht werden. Erhältlich sind die Getriebe in drei Baugrößen mit jeweils zwei Stirnradstufen und einem Kegelradsatz. Die Ausführung der ersten Stufe als Schrägverzahnung sowie die cycloparaboloide Verzahnung der Kegelradstufe gewährleisten dabei eine hohe Laufruhe. Die Wahl einer geeigneten Varianzstufe aus Ritzel und Stirnrad ermöglicht pro Baugröße 13 bis 14 verschiedene Übersetzungen, weitere Abtriebsdrehzahlen lassen sich durch die unterschiedlichen Eingangsdrehzahlen der verschiedenen Motoren realisieren.

FAKTEN

¦ Die Heidolph Elektro GmbH & Co. KG mit Sitz in Kelheim wurde 1938 gegründet.

¦ Das Unternehmen erwirtschaftet heute mit 250 Mitarbeitern einen Umsatz von rund 20 Millionen Euro pro Jahr.

¦ Das modular aufgebaute Getriebemotoren system HeiDrive ermöglicht mehr als 100.000 Motor- Getriebe-Kombinationen.

Helmut Pirthauer, Heidolph/bt

Erschienen in Ausgabe: 04/2007