Alles integriert

Antriebstechnik

Servotechnik – Komplettlösungen zur Bewegungssteuerung erfordern eine universelle Anbindung der Motoren. Integrierte Treiber, eine programmierbare Nano-SPS sowie steckbare Kommunikationsmodule ermöglichen die Anpassung an die verschiedensten Umgebungen.

20. Mai 2015

Ein anhaltender Trend bei der Konstruktion von Antriebslösungen für Maschinen und Anlagen ist die Suche nach möglichst umfassenden Systemlösungen aus einer Hand. Gefragt werden dabei nicht nur passende Komponenten der Antriebstechnik wie Getriebe oder Motoren, sondern zum Beispiel auch die zugehörigen Steuerungen.

Aufgrund dieser zunehmenden Nachfrage nach Komplettlösungen denken viele Hersteller intensiv über eine zunehmende Integration von Funktionen sowie über eine universelle Anbindung von Servo- und Schrittmotoren nach. Besonders fortgeschrittene Lösungen bietet hier die Technische Antriebselemente GmbH mit Sitz in Hamburg, die seit mehr als 50 Jahren im Bereich der Linear- und Antriebstechnik tätig ist, speziell mit Sonderanfertigungen, Komplettlösungen und Kleinstserien.

Die Servomotoren des Unternehmens besitzen integrierte Treiber und lassen sich zudem durch einsteckbare Kommunikationsmodule für fast alle Bus-Systeme an die verschiedensten System-Umgebungen anpassen. Das Portfolio umfasst Motoren zum Anschluss an Gleichspannung zwischen 12 und 48 Volt, an Wechselspannung von 115 bis 230 Volt oder an dreiphasigen Wechselstrom 3 x 400 Volt. Die Motoren leisten von 46 Watt bis drei Kilowatt bei Drehzahlen bis 4.000 U/min und erreichen Dauer-Drehmomente von 0,11 bis 9,55 Newtonmeter. Die Robustheit gegenüber festen und flüssigen Partikeln, gemäß den Schutzarten IP 42 bis IP 67, erlaubt die unterschiedlichsten Einsatzbedingungen.

Integrierte Steuerung

Den Aufbau von besonders kompakten Einzelplatzsystemen ermöglicht die Integration einer programmierbaren Nano-SPS direkt in den Motor, die die Steuerung des Motors autark übernehmen kann, aber auch in übergeordnete Steuerungen eingebunden werden kann. Die integrierte Nano-SPS wird mit einer Grundprogrammierung ausgeliefert, die der Anwender individuell an seine Anwendung anpassen kann. Die dezentrale Intelligenz erfordert dabei keine externen Servotreiber, vereinfacht Verdrahtung und Inbetriebnahme und verringert zudem die Betriebskosten.

Die Kommunikation erfolgt über steckbare Erweiterungsmodule für Bussysteme wie Profibus, DeviceNet, CANopen, EtherCAT, EtherNet/IP, Sercos III, Modbus oder Powerlink. Weitere Möglichkeiten bieten unter anderem RS232- oder Highspeed-RS485-Schnittstellen. Module für Wireless-LAN und Bluetooth ermöglichen zudem die kabellose Übertragung der Parameter in den Antrieb.

Linearachse nach Maß

Eine Einsparung an Bauraum ermöglicht auch die Kombination der Servo- und Schrittmotoren der Hamburger mit den hauseigenen Linearachsen und Planetengetrieben. Angetrieben werden die Linearachsen wahlweise mit Riemen- oder Kettenantrieb oder über eine Trapezgewinde- oder Kugelumlaufspindel auf Basis der Aluminium-Rollenführungen. Es können Servo- oder Schrittmotoren mit oder ohne Planetengetriebe angebunden werden.

Die Antriebskomponenten ermöglichen so zum Beispiel den Aufbau einer Stand-alone-Lösung aus einer riemengetriebenen Achse AD420M in Verbindung mit einem Planetengetriebe und dem Servomotor TAC400 mit integrierter Nano-SPS. Das in der Nano-SPS gespeicherte Programm startet beim Einschalten der Stromversorgung mit einer Referenzfahrt und wird dann fortlaufend abgearbeitet, bis das System abgeschaltet wird.

Der Betrieb dieser Komplettlösung erfordert dabei weder einen PC noch ein Tablet oder eine übergeordnete Steuerung. Lediglich zum Erstellen des Programms und zum Überspielen in die Nano-SPS wird ein Rechner mit der entsprechenden Software benötigt. Bei einigen Baugrößen der Servo- und Schrittmotoren ermöglichen zudem passende Adapterplatten eine Anbindung an die Hubgetriebe der Serie HG-AL für Lasten bis zu 15 Kilonewton sowie an die Spindelhubgetriebe der Größen TSE2 und TSE5 für Lasten von zwei bzw. fünf Kilonewton. Adapter für die größeren Spindelhubgetriebe sind in Planung.

Ebenfalls zum Portfolio der Hamburger Antriebsspezialisten gehören Rundtakttische mit Hohlwelle. Als Antrieb dienen wahlweise Servo- oder Schrittmotoren mit Drehmomenten bis zu 12 Newtonmeter, mit oder ohne Multiturn-Absolutwertgeber. Die exzentrische Position des Antriebs vereinfacht den Aufbau ohne aufwendige Verkabelung von Abfragesensoren.

Erschienen in Ausgabe: 04/2015