Servotechnik nach Maß

Antriebstechnik

Servomotoren – Der Antriebstechnikspezialist Heidolph hat seine bekannte Servomotorenbaureihe erweitert. Zusätzliche Baugrößen sowie integrierte Feedbacksysteme eröffnen neue Möglichkeiten vor allem in den Branchen Robotik und Automatisierung.

27. August 2012

Ein Unterschied zwischen den Antriebstechnikmärkten in Europa und Asien betrifft die geforderte Variantenvielfalt bei Servomotoren: Während auf den asiatischen Märkten Motorbaugrößen von 60, 80 und 130 Millimeter zur Abdeckung der Leistungsklassen bis drei Kilowatt in der Regel völlig ausreichen, sind in Europa weitere Motorabmessungen und eine größere Flexibilität bei Drehzahlbereichen, Steckeranschlüssen und Überwachungssensorik absolut notwendig. Nicht zuletzt erfordert ein Einsatz in Europa eine Abnahme hinsichtlich UL und EMV.

Der Kelheimer Antriebstechnikspezialist Heidolph Elektro hat deshalb jetzt seine bereits seit 2008 auf dem asiatischen Markt erfolgreiche Servomotorenbaureihe HeiMotion Compact ausgebaut und speziell an die Ansprüche europäischer Kunden angepasst. Unter der Bezeichnung »HeiMotion Premium« bietet der Hersteller die Motoren jetzt in vier weiteren Leistungsstufen und in zwei zusätzlichen Baugrößen. Insgesamt umfasst die Premiumbaureihe damit 12 Leistungsvarianten von 50 bis 3.750 Watt in den Abmessungen 40, 60, 80, 100 und 130 Millimeter. Die zwei neuen Motorgrößen HMP10 mit den Abmessungen 100 Millimeter und HMP04 mit den Quadratmaßen von 40 Millimeter schließen dabei einerseits die bisherige Lücke zwischen den beiden Motortypen HMP08 und HMP13 und runden zugleich die Baureihe nach unten ab.

Mit der neuen Namensgebung verbunden ist nicht nur eine Erweiterung der Motoren-Baureihe, sondern auch eine Europäisierung der gesamten Serie. Ein Entwicklungsziel speziell bei der neuen Baugröße 40 war dabei, dass die Motoren trotz der kleinen Abmessungen dieselbe Performance bieten wie ihre großen Brüder. So erreichen die Motoren auch bei niedrigen Drehzahlen einen Wirkungsgrad von bis zu 94 Prozent und erlauben eine kurzzeitige Überlastung bis zum fünffachen Nennstrom. Die hochwertigen NdFeB-Magneten widerstehen dabei einer Entmagnetisierung bis zur zehnfachen Überlast. Bei der neuen Baugröße HMP04 lassen sich so auf kleinstem Platz Leistungen bis zu 200 Watt realisieren. Unter Verwendung des eigenen UL-Isolationssystems wurde die gesamte Premiumbaureihe zudem nach cURus approbiert.

Daneben entwickelten die Bayern für den HMP04 zusammen mit einem Bremsenhersteller eine Sonderbremse und können so für die gesamte Baureihe ein Bremssystem anbieten. Das ausgeklügelte Montage- und Toleranzsystem der Ruhestrombremsen macht dabei die Einstellung des Bremsspaltes unnötig. Intensive Entwicklungsarbeit ermöglichte es zudem, auch den kleinsten Motor der Baureihe standardmäßig mit einem KTY-Temperatursensor auszustatten.

Eine weitere konstruktive Herausforderung bei der »Europäisierung« der Baureihe lag darin, für alle Motortypen eine einheitliche mechanische Schnittstelle für Resolver und digitale Motorfeedbacksysteme zu entwickeln. Dabei erreichte Heidolph durch eine Standardisierung der Wellen und Gehäuseaufnahmen, dass sich acht verschiedene Gebertypen auf den gleichen Rumpfmotor montieren lassen. Der Hersteller konnte so die Anzahl der Wellenvarianten für die gesamte Baureihe um mehr als 75 Prozent verringern.

Zudem werden so keine Adapterplatten zur Montage der Geber mehr benötigt. Dies ermöglicht für jede Leistungsklasse die kostensparende Fertigung einheitlicher Rumpfmotoren in größeren Stückzahlen, die erst bei der Bestellung mit dem gewünschten Geber und Stecker ausgestattet werden. Zudem wurden für die Europaversion die Wellen und die Lagerschilde für eine eventuelle Montage eines Wellendichtrings vorbereitet. Dies reduziert die Teilevielfalt, beschleunigt die Montage und ermöglicht so kurze Lieferzeiten ohne Mehrkosten auch bei einer Produktion ab Stückzahl eins.

Sämtliche mechanischen Komponenten wurden für eine Ein-Kabel-Lösung konzipiert, bei der die Gebersignalleitung und der zugehörige motorseitige Stecker entfallen, weil die Gebersignale über eine digitale Schnittstelle über die Motorleitung übertragen werden. Dies senkt den Verdrahtungsaufwand und die Fehlermöglichkeiten im Gesamtsystem deutlich. Als Multiturngeber dient auch beim kleinsten Motor eine mechanische Lösung, deren Geräuschentwicklung durch Optimierung der Getriebestufen deutlich reduziert werden konnte. Künftig wird auch der kleinste Geber mit einer DSL-Schnittstelle ausgerüstet, um auch bei dem 40-Millimeter-Motor eine Einkabellösung realisiert werden kann. Insgesamt bietet die Premium-Baureihe damit einen sehr flexiblen Servobaukasten für jeden denkbaren Einsatzfall. Die Fertigung nach dem »Lean«-Verfahren ermöglicht dem Hersteller dabei, auch Kleinmengen kostengünstig mit kurzen Lieferzeiten anzubieten.

Auf einen Blick

-Die Heidolph Elektro GmbH & Co. KG mit Sitz in Kelheim entwickelt und produziert an zwei Standorten mit rund 275 Mitarbeitern kundenspezifische Elektromotoren, Getriebemotoren und elektronische Antriebsregler.

-Basis der Lösungen sind modular aufgebaute Standard-Baureihen, die entsprechend den jeweiligen Anforderungen und Bedürfnissen modifiziert werden.

Erschienen in Ausgabe: 06/2012