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antriebstechnik 10/2018

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Galaktischer Einsatz

Galaktischer Einsatz Motor-Feedback mit Hiperface macht Antriebssystem hochpräzise Kompakt, montagefreundlich, robust und das kapazitive Messprinzip – das sind beim Antriebshersteller Wittenstein die entscheidenden Argumente für den Einsatz eines Motor-Feedback- Systems von Sick in seine Galaxie Antriebssysteme. Auch den Endkunden bieten diese Merkmale entscheidende Mehrwerte – wie zum Beispiel der Einsatz des Gebersystems in einem Antrieb zur hochpräzisen Positionierung einer Schwenkachse zeigt. Kathrin Kritzer ist Produktmanagerin Motor- Feedback-Systeme/Motion Control Sensors bei der Sick Stegmann GmbH in Donaueschingen Mit den neuen Multiturn-Systemen SEM90 für Hohlwellen mit 50 mm Durchmesser, dem SEM70 für 25-mm- Hohlwellen sowie den Singleturn-Varianten SES90 und SES70 hat Sick sein Portfolio linearer und rotativer Motor-Feedback- Systeme für Direktantriebe und Hohlwellenmotoren weiter ausgebaut. Durch ihre flache Bauform und ihre einfache Montage ohne Spezialwerkzeug direkt auf der Motorwelle tragen sie dem Trend hin zu immer platzsparenden und integrationsfreundlichen Antriebslösungen Rechnung. „Die Kompaktheit des SEM90 unterstützt 1:1 den Ansatz des Galaxie Antriebssystems hinsichtlich höchstmöglicher Leistungsdichte“, bestätigt Tobias Burger, Manager Start-up Galaxie der Wittenstein SE. „Gleiches gilt für die hohe Genauigkeit des SEM90, die ebenfalls zur Präzision und Positionierwiederholgenauigkeit der Getriebekinematik von nur vier Winkelsekunden passt.“ Enabler für den Hochleistungsmaschinenbau Zur Hannover Messe 2015 hatte Wittenstein sein Galaxie Antriebssystem erstmals präsentiert. „Seitdem hat sich Galaxie zu einem modularen Portfolio weiterentwickelt“, erklärt Nadine Hehn, Vertrieb Start-up Galaxie. Merkmale wie z. B. die Positionierwiederholgenauigkeit, die kompakte Bauform, die Robustheit und die Wartungsfreiheit machen das System zu einer „enabling technology“ für den Hochleistungsmaschinenbau. „Ideal also, wenn das Gebersystem im Galaxie ebenfalls mit solchen Leistungsmerkmalen aufwarten kann. Daher haben wir uns schon frühzeitig mit dem Motor-Feedback-System SEM90 beschäftigt“, weiß Hehn. Das Motor-Feedback-System SEM90 ist – wie auch der „kleine Bruder“ SEM70 – ein Hohlwellengeber mit Hiperface-Schnittstelle für Direktantriebe und Antriebssysteme, wie sie in zunehmendem Maße in Robotikapplikationen und Handlingsystemen eingesetzt werden. Die Weg-, Geschwindigkeitsund Positionserfassung bei maximaler Drehzahl – 6 000 min -1 beim SEM90, 8 500 min -1 beim SEM70 – basiert auf einem kapazitiven Messprinzip mit lagerlosem Sensorelement. Durch diesen Aufbau zeichnet sich das SEM90 nicht nur durch eine hohe Genauigkeit aus, sondern ist auch robust: Weder Schocks und Vibrationen noch Staub, Feuchtigkeit oder Magnetfelder im Einsatzumfeld beeinträchtigen die zuverlässige Funktion. Messtechnisch stellt das System seine Signale als 64 Sin-Cos-Perioden pro Umdrehung bereit und erreicht so eine Die neuen Motor-Feedback-Systeme von Sick sind bei uns gelistet. Nadine Hehn, Vertrieb Start-up Galaxie, Wittenstein SE hohe Regelungsgüte – die wiederum präzisen Bewegungsabläufe von z. B. Schwenkachsen unterstützt. Dabei ermöglicht die erstmals in einer solchen Bauform umgesetzte, mechanische Multiturn-Funktionalität mit bis zu 4 096 Umdrehungen einen Betrieb ohne zusätzliche Energieversorgung. „Dies bedeutet weniger Verdrahtungsaufwand vom Geber zur Batterie im Schaltschrank, zudem wird dort Platz gespart“, führt Burger aus. „Weniger Komponenten bedeuten zudem weniger Ausfallrisiko, weniger Schnittstellen verringern den Abstimmungsbedarf.“ Vor allem aber wird der Wartungsaufwand batteriegestützter Geber für den Endkunden des Maschinenbauers eliminiert. Zudem kann er die fällige Wartung weder vergessen noch läuft er Gefahr, beim Tausch der Batterie die absolute Multiturn- Position zu verlieren. Im Übrigen haben Gebersysteme mit Pufferbatterie einen weiteren Nachteil, an den man nicht immer 52 antriebstechnik 10/2018

SENSORIK UND MESSTECHNIK 01 02 01 Das Motor-Feedback- System SEM90 ist ein Hohlwellengeber mit Hiperface-Schnittstelle für Direktantriebe und Antriebssysteme 03 04 02 Die batterielose Multiturnfunktionalität macht das SEM90 zu einer wartungsfreien Lösung 03 Das Motor-Feedback- System kommt im Antriebssystem Galaxie D zum Einsatz 04 Bei Hekuma legt man hinsichtlich des Motor- Feedback-Systems Wert auf eine dauerhaft service- und wartungsfreie Lösung sofort denkt: Lithium-Ionen-Batterien sind im internationalen Transportrecht als „Gefahrgut“ eingestuft und unterliegen damit – auch im eingebauten Zustand im Motor-Feedback-System und im Antrieb – den vielfältigen Verpackungs-, Kennzeichnungs- und Transportvorschriften für Gefahrgutbeförderung. Integration weitergedacht Aufstecken, fixieren, bis zum Einrasten drehen, fertig – die neuen Motor-Feedback- Systeme in ihrer flachen, nur 24 mm hohen Bauform lassen sich ohne spezielles Werkzeug schnell direkt auf der Motorwelle montieren. Das wurde bereits beim Anbau der ersten Prototypen in der Testphase bei Wittenstein begrüßt – zumal auch keine Übertragungselemente wie Zahnriemen oder Kupplungen benötigt werden. Montagefehler sind also eigentlich ausgeschlossen – dennoch bietet das SEM90 die zusätzliche Möglichkeit, nach der Montage des Motor- Feedback-Systems mithilfe des Programmiergerätes PGT11-S die Position des Rotors auszulesen und so mögliche Anbaufehler im End of Line-Test vor der Auslieferung des Motors zuverlässig zu erkennen. Von Reglerherstellern validiert Die neuen Motor-Feedback-Systeme sind bei Wittenstein gelistet: „Das SEM90 für die Antriebssysteme Galaxie DF sowie Galaxie D in den Baugrößen 110 und 135, das SEM70 für Version in Baugröße 085“, erläutert Hehn. Hilfreich bei der elektrischen Integration von Galaxie Antriebssystemen beim Maschinenbauer ist dabei die Tatsache, dass mittlerweile zahlreiche Reglerhersteller die genannten Motor-Feedback-Systeme von Sick validiert haben. So geschehen u. a. im Rahmen eines Kundenprojektes von Wittenstein bei der Hekuma GmbH – einem Hersteller von Hochleistungs-Automationssystemen für Kunststoff- Spritzgießanlagen. „Bei der Ausrüstung einer Hochleistungs-Transfereinheit mit 270 kg bewegter Masse, die einen zweistufigen Spritzgießprozess mit duro- und thermoplastischen Substraten verbinden wird, sind wir von nicht ausreichend spielarmen und torsionssteifen Spannungswellgetrieben auf das Antriebssystem Galaxie D umgestiegen“, berichtet Alexander Kappes, teamleitender mechanischer Konstrukteur bei Hekuma. Mit an Bord des Antriebssystems und mit diesem komplett unzugänglich verbaut, ist das Motor-Feedback-System SEM90. „Im Gegensatz zu batteriegepufferten Gebern ist das SEM90 wie auch das Antriebssystem selbst eine dauerhaft service- und wartungsfreie Lösung“, bestätigt Reinhard Steinhoff von der Mechanischen Konstruktion bei Hekuma. „Es gibt keine Batterie, die aufwändig ausgetauscht werden müsste, keinen Wartungstermin, den der Endkunde versäumen kann, kein Risiko, dass beim Batterietausch die Absolutposition verloren gehen könnte.“ Ebenfalls wartungsvermeidend ist die Tatsache, dass weder bei der Getriebekinematik noch beim Multiturngetriebe des Motor- Feedback-Systems mit abriebbedingten Entstehen von Verschleißpartikeln gerechnet werden muss. Sicherheitszertifizierte Versionen Die Vorbereitung für die Einkabeltechnik Hiperface DSL – das integrierte ASIC ist entsprechend ausgelegt – ermöglicht die Einbindung der Motor-Feedback-Systeme in das Multisensensorfähige Automatisierungskonzept sHub von Sick und gewährleistet so über die Nutzung zusätzlicher Betriebsdaten der Geber zum Condition Monitoring ein zusätzliches Plus an Zukunftssicherheit. Da zudem das Thema Maschinensicherheit sowohl antriebs- als auch geberseitig immer wichtiger wird, werden die Motor-Feedback- Systeme der SES- und SEM-Produktfamilien in absehbarer Zeit über Functional-Safety-Zulassungen entsprechend PL d nach EN ISO 13849 und SIL2 nach EN 61508 verfügen. Fotos: Sick Stegmann www.sick.de antriebstechnik 10/2018 53

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