Auf Präzisionskurs

Spezial Antriebstechnik

Synchronantriebe – Engel Elektroantriebe hat für ein mobiles Schwerlast-Spannsystem des Spanntechnikspezialisten Witte präzise und leistungsstarke Antriebseinheiten realisiert.

01. Juni 2017

Engel Elektroantriebe gilt als Premiumhersteller kundenorientiert ausgelegter Synchronmotoren und liefert in seiner HBI-Baureihe auch integrierte Antriebe für den Kleinspannungsbereich. Zahlreiche Anwendungen in unterschiedlichen Branchen zeugen inzwischen von der Vielseitigkeit und Flexibilität dieser kompakten Komplettlösungen. Als der Spanntechnikspezialist Witte beispielsweise auf der Basis seiner größten Sandwichplatte (SWPL) ein mobiles Schwerlast-Spannsystem, mit dem sich bis zu 2,5 Tonnen schwere Werkstücke präzise fixieren und mit hoher Genauigkeit positionieren lassen, realisieren musste, vertraute er auf die drehmomentstarken Antriebseinheiten aus Walluf.

Die mit variablen Rastersystemen und Passbuchsen ausgestatte Aluminium-Sandwichplatte kann beispielsweise frei verfahrbar oder über Transpondertechnik angelegte Wegstrecken komplette Karosseriehälften von Fahrzeugen verzugs- und spielfrei durch verschiedene Prozessstufen dirigieren. Vielfach agiert die Sandwichplatte dabei nicht nur als Träger hochgenauer und sicherer Werkstück-Fixierungen zur Prüfung von Passgenauigkeiten oder Fügefähigkeiten, sondern auch als intralogistische Schnittstelle zwischen den Messtechnik-Räumen und den Fertigungslinien.

Sehr großes und schweres System

Für den neuen Auftrag baute Witte die bislang größte Sandwichplatte mit Außenmaßen von 8 x 2,4 Metern. Als motorgetriebene und funkgesteuerte Aufspann- und Fördereinheit soll sie in der Qualitätssicherung eines neuen Automobilwerks für die Produktion von Kleintransportern zum Einsatz kommen. »Unser Kunde benötigte ein verfahrbares Schwerlast-Spannsystem, mit dem er sehr große und schwere Fahrzeugkomponenten mit höchster Genauigkeit und minimalem Geräuschpegel transportieren und positionieren kann. Außerdem sollten die Sandwichplatten auch im Automatikbetrieb navigieren und steuerungstechnisch kommunizieren können«, sagt Teamleiter Lutz Kathmann von Witte.

Angesichts der Komplexität der Anforderungen holte Witte zwei Spezialisten von Engel Elektroantriebe, einem führenden mittelständischen Entwickler und Hersteller von Komponenten und Systemen der elektrischen Antriebstechnik, mit ins Boot. Das Unternehmen bietet hocheffiziente Drehstrom-Motoren und Digitalcontroller in fünf Baureihen an, wobei es immer wieder auch mit kundenspezifischen Sonderlösungen überzeugt.

Dabei konzentrierte sich das Interesse des Konstruktionsteams von Witte von Beginn vor allem auf die Baureihe HBI von Engel Elektroantriebe. Die hier zusammengefassten vier Synchronantriebe sind leistungsstarke Drehstromsysteme mit integrierter Regelelektronik für 24/48 Volt DC, die eine ideale Kleinspannungslösung für dezentrale Ein- und Mehrachsen-Anwendungen zum Fördern, Transportieren und Positionieren sind. »Zu den Vorteilen unserer HBIs gehört eine hochauflösende Winkelerfassung mit linearem Hallsensor-System, was diese Komplettsysteme zu einer hochdynamischen und sehr präzise regelbaren Antriebslösung mit gleichmäßiger Drehmomententwicklung macht«, betont Thomas Preußer von Engel Elektroantriebe.

Allein angesichts der 4,5 Tonnen Eigengewicht der neuen Schwerlast-Sandwichplatten erschienen den Konstrukteuren von Witte insbesondere die HBI-Antriebe der oberen Leistungsklassen wie geschaffen für die Aufgabe der Mobilisierung. Die Entscheidung fiel schließlich auf eines der Flaggschiffe dieser Baureihe: den HBI3790 in der 48-Volt-Ausführung. Bei Drehzahlen von bis zu 4.000 pro Minute erreicht das System Drehmomente von 3,1 Newtonmeter und stellt bis zu 485 Watt bereit. »Mit seiner Kombination aus hoher Leistung, exzellenter Verfahrgenauigkeit und schlanker Bauweise ist dieses integrierte System die optimale Lösung für die Antriebsaggregate im Fahrwerk unserer Sandwichplatten«, nennt Lutz Kathmann die Vorteile für den Betrieb bei Witte.

Das Fahrwerk der tonnenschweren Sandwichplatten ist eine recht komplexe Angelegenheit, bei der sich mehrere, voneinander unabhängige Antriebs- und Lenkrollen die Arbeit teilen. Für das Vorankommen sorgen zwei Duplex-Antriebe, in denen jeweils zwei HBI-Motoren über Zahnriemen zwei Schwerlastrollen antreiben, während acht Lenkrollen-Module, bestehend aus 360-Grad-Drehelementen mit jeweils drei Schwerlast-Doppelrollen, die hohe Beweglichkeit der SWPL sicherstellen. Am Zielort angekommen, werden Fahrwerk und Duplex-Antriebe ins Innere der Platte eingefahren und die SWPL wird auf ihren Stellfüßen abgesetzt. »Wer sich das Ganze von unten anschaut, erkennt sofort, wie passgenau und harmonisch sich unsere HBI-Motoren dank ihres kompakten Designs in die Konstruktion des Antriebsaggregats einfügen«, betont Preußer. Die Energieversorgung der Antriebe erfolgt über leistungsstarke Akkus, die immer dann geladen werden, wenn die Sandwichplatte steht – also meist während des Messvorgangs.

Kommunikation über CAN-Bus

Manövriert und navigiert wird die Witte-Sandwichplatte durch das präzise Zusammenspiel der vier HBI-Rollenantriebe und acht Lenkrollen-Einheiten. Die Steuerung kommuniziert dabei direkt über CANopen mit der integrierten Regelelektronik der HBI-Antriebe. Für die Programmierung und Bedienung der Steuerung verfügt die Sandwichplatte an der hinteren Stirnseite, wo der Anwender steht, über ein vierfarbiges, schwenkbares Touchscreen-Panel und ein Tastenfeld. Auch ein Monitor, der sein Bewegtbild von einer in die vordere Stirnseite eingebauten Kamera bezieht, befindet sich dort. In der Praxis steuert der Anwender die SWPL inklusive ihres Aufbaus über eine handliche Konsole. »Nicht zuletzt dank der leistungsstarken HBI-Antriebe von Engel Elektroantriebe und ihrer hochauflösenden Regelelektronik lässt sich unsere Schwerlast-Sandwichplatte trotz ihrer Größe selbst bei voller Zuladung ganz harmonisch fahren und mit hoher Genauigkeit positionieren«, betont Lutz Kathmann.

Die verwindungsfreie Konstruktion und die statische Stabilität der SWPL gewährleisten ihrerseits, dass alle Werkstücke und Vorrichtungen sicher ihre Fixierung halten und die folgenden Bearbeitungsschritte – etwa die 3D-Vermessung – mit maximaler Präzision durchgeführt werden können. Und damit den wertvollen Aufbauten auf dem Transportweg auch wirklich nichts passieren kann, überwachen sechs Safety-Laser-Scanner mit fahrrichtungsabhängigen Warn- und Schutzfeldern permanent alle Bewegungen der Sandwichplatte. Sechs Not-Aus-Schalter runden das Sicherheitskonzept der SWPL von Witte ab.

Mit ihrer exzellenten Performance und ihrem kompakten Design leisten die integrierten Antriebsysteme der Baureihe HBI von Engel Elektroantriebe einen entscheidenden Beitrag für die Effizienz und Prozesssicherheit der neuen mobilen Sandwichplatte von Witte. Dabei ist es vor allem ihre technologische Symbiose aus präziser Regelbarkeit, hoher Verfahrgenauigkeit und dynamisch abrufbarer Kraft, mit der die Synchronantriebe aus Walluf diesem außergewöhnlichen Schwerlast-Spannsystem eine präzise umsetzbare Mobilität verleihen. us

Auf einen Blick

• Engel Elektroantriebe zählt zu den führenden mittelständischen Entwicklern und Herstellern von Komponenten und Systemen der elektrischen Antriebstechnik für industrielle Anwendungen.

• Das Unternehmen bietet neben hocheffizienten Drehstrom-Motoren und Digitalcontrollern in fünf Baureihen auch innovative kundenspezifische Sonderlösungen an.

Erschienen in Ausgabe: 05/2017