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antriebstechnik 1-2/2016

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Antriebstechnik nach Maß High-Speed-Frequenzumrichter für einen Premium-Spindelhersteller Rolf Gerhardt Für einen Premiumhersteller von Motorspindeln wurde ein High-Speed-Frequenzumrichter konzipiert, der den sensorlosen Antrieb von Niedervolt- Bearbeitungsspindeln mit Asynchron- und Synchronmotoren ermöglicht. Das Gerät basiert bezüglich der Regelungstechnik auf einer bereits bewährten Baureihe. 22 bzw. 25 mm Durchmesser verwendete Meyrat bis dato einen Frequenzumrichter Schweizer Herkunft, der für die Spindeln mit einem größeren Durchmesser aber nicht über genug Leistung verfügte. „Zu diesem Zeitpunkt setzten wir auf einer unserer Prüfbänke für Hoch frequenzspindeln bereits seit einigen Jahren einen Frequenzumrichter von Sieb & Meyer ein und hatten damit sehr gute Erfahrungen gemacht“, erläutert Daniel Gigandet. „Deshalb haben wir Sieb & Meyer „Mit unseren kundenspezifischen Lösungen können wir die Anforderungen der Kunden passgenau erfüllen“ Dipl.-Ing. Rolf Gerhardt ist Leiter Vertrieb Antriebselektronik bei der SIEB & MEYER AG in Lüneburg Die Firma Meyrat SA wurde bereits 1947 gegründet. Heute entwickelt und produziert das Unternehmen mit Hauptsitz im schweizerischen Biel Spindeln für kleine bis mittelgroße Werkzeugmaschinen. Diese Spindeln eignen sich für die unterschiedlichsten Anwendungen, wie z. B. für das Abrichten, Abwälzfräsen, Bohren, Drehen, Erodieren, Fräsen, Gravieren, Langdrehen, Schleifen und Schneiden. „Neben den Standardprodukten bieten wir aber auch anwendungsspezifische Lösungen an, die wir individuell im Auftrag unserer Kunden entwickeln und produzieren“, erklärt Daniel Gigandet, Leiter der Entwicklung bei Meyrat. Über 100 000 Spindeln wurden bereits in Maschinen in aller Welt verbaut. Zu ihren Kunden zählen Maschinen hersteller, die Elektroindustrie, Fahrzeug- und Flugzeughersteller, Medizin technik unternehmen, Uhrenproduzenten sowie Werkzeughersteller. Gesucht: Ein kompakter Umrichter Im Standardsortiment des Unternehmens Meyrat sind konventionelle Riemenspindeln sowie motor betriebene Hochdrehmomentund Hochfrequenz-Spindeln erhältlich. Letztere sind universell einsetzbar und überzeugen ins besondere mit ihrer hohen Rotations geschwindigkeit und dem genauen Rundlauf. Eine Luft- oder Wasserkühlung garantiert eine stabile Betriebstemperatur. Je nach Schmierungsart (Fett oder Öl-Luft­ Gemisch) sind Drehzahlen bis zu 150 000 min -1 möglich. „Ende des Jahres 2008 haben wir eine neue Spindel für diese Reihe entwickelt, die MHF- 30“, erinnert sich Daniel­ Gigandet. Für die kleineren Hoch frequenzspindeln mit damals beauftragt, gemäß unserem Pflichtenheft einen maßgefertigten Frequenzumrichter zu entwickeln und zu bauen.“ Gefunden: Eine maßgeschneiderte Lösung Die Anforderungen in besagtem Pflichtenheft waren vielfältig: Der neue Frequenzumrichter sollte im Vergleich zur bestehenden Lösung nicht nur über eine höhere Ausgangsleistung verfügen, sondern auch eine verbesserte Bedienbarkeit ermöglichen. Das Bauvolumen durfte sich dabei aber nicht vergrößern. Weil Meyrat weltweit alle Märkte bedient, musste der Frequenzumrichter zudem für die unterschiedlichen Netzspannungen und -frequenzen sowie vielfältige Einsatzumgebungen z. B. in Haushaltsnetzen ausgelegt sein. Der Frequenzumrichter sollte die Niedervolt-Bearbeitungsspindeln mit 02 Der maß gefertigte Frequenzumrichter sorgt für den sensorlosen Antrieb von Niedervolt- Bearbeitungsspindeln 20 antriebstechnik 1-2/2016

STEUERN UND AUTOMATISIEREN 01 Der kundenspezifische Frequenzumrichter basiert bezüglich der Regelungstechnik auf der bewährten Serie SD2S Asynchron- und Synchronmotoren flexibel antreiben, die max. Betriebsspannung beträgt bis 3 x 80 VAC. Aufgrund der Baugröße der Spindeln kann ein Drehzahlsensor nicht integriert werden, daraus ergibt sich ein sensorloser Betrieb der Spindeln. Um den weltweiten Einsatz zu ermöglichen, realisierte die Firma Sieb & Meyer einen Weitbereichs- Spannungseingang zwischen 115 und 230 VAC mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur (PFC). Ein DC/DC-Wandler mit Hochfrequenztaktung begrenzt die max. Ausgangsspannung. Im Vergleich zur bis dato eingesetzten Antriebslösung konnte die Ausgangsleistung von ca. 160 VA auf 420 VA erhöht werden – bei unverändertem Bauvolumen. Der neue kundenspezifische Frequenzumrichter basiert bezüglich der Regelungstechnik (Hard- und Software) auf der bewährten Technologie von Sieb & Meyer. Ein bestehendes Aufsteckbedienteil wurde in das Gerät integriert und um die kunden sei tigen Zusatzanforderungen erweitert. Lösung mit vielfältigen Vorteilen Für Meyrat ergeben sich darüber hinaus noch viele weitere Vorteile, angefangen bei der einfachen und schnellen Parametrierung: Dabei handelt es sich um eine Multiparameter-Ausführung, sodass sich sämtliche Parameter für alle aktuellen Spindeln automatisch abrufen lassen. Der 03 Mit den Frequenzumrichtern lassen sich alle nahezu sämtliche Hochfrequenz- und Hochdrehmoment-Spindeln von Meyrat betreiben Leistungsstecker verfügt über eine Spindelcodierung, mit deren Hilfe der Frequenzumrichter sämtliche Spindeln automatisch den richtigen Parametern zuordnen kann. Damit nicht genug: „In Relation zur Größe des Geräts ist die Ausgangsleistung mit 420 VA sehr hoch“, betont Daniel Gigandet. „Zudem hat sich die sensorlose Regelung bei unseren synchronen Motoren als sehr leistungsfähig erwiesen.“ Lobende Worte findet er auch für die integrierte Lastanzeige, die das Stromniveau anzeigt – so kann der Anwender die Bearbeitungsprozesse optimieren. Nicht zuletzt ist der Frequenzumrichter kompatibel mit allen älteren Generationen. Das Unternehmen Meyrat, welches sich in der Schweiz befindet, kann somit seinen Kunden bei Bedarf einen Austausch der Geräte anbieten und ermöglichen. Alles aus einer Hand „Mit unseren kundenspezifischen Lösungen können wir die Anforderungen der Kunden passgenau erfüllen“, sagt Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik bei Sieb & Meyer. „Wir bieten maßgefertigte Systeme im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Frequenzumrichter und -Einspeisesysteme sowie der intelligenten Antriebsverstärker.“ Die Bandbreite der Leistungen reicht dabei von einfachen Soft- und Hardwareanpassungen wie speziellen Gehäuseformen oder Schnittstellen bis hin zu komplett neu definierten Geräten und Funktionen. Von der gemeinsamen Planung bis hin zur Serienproduktion des spezifischen Antriebssystems erhält der Kunde alles aus einer Hand. „Die Vorschläge von Sieb & Meyer sind technisch innovativ und haben uns bereits mehrere Male geholfen, geeignete Lösungen für die unterschiedlichsten Anwendungen und Anforderungen zu finden“, bestätigt Daniel Gigandet. „Der direkte Kontakt mit einem kompetenten Ansprechpartner war und ist uns sehr wichtig.“ Die Zusammenarbeit wird fortgeführt und vertieft – derzeit besteht Interesse an einer kundenspezifischen Lösung für Spindeln mit einer Leistung bis 3 kW. Foto: Aufmacher Fotolia www.sieb-meyer.de antriebstechnik 1-2/2016 21

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