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antriebstechnik 6/2020

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antriebstechnik 6/2020

ELEKTROMOTOREN 01 02 01

ELEKTROMOTOREN 01 02 01 Die Tests an einem Modell eines Antriebsstrangs des Rotationsdruckers bewiesen, dass sich das Ecostep-System bestens für die Anwendung eignet 02 Herr Mauersberger (Bild links), Konstruktionsstudent Hochschule Mittweida, und Herr Petzold, Projektverantwortlicher an der Hochschule Mittweida, beim 3D-Scannen Form eines Encoders arbeitet. Im Vergleich zu Antriebstechnologien ohne geschlossenes Lager, erreicht das Ecostep- Antriebssystem eine wesentlich höhere Dynamik und Betriebssicherheit. So besteht nicht die Gefahr, dass der Motor seine Position verliert. Zudem bietet der Antriebsregler eine hohe Konnektivität an übergeordnete Systeme wie z. B. eine SPS. Schnittstellen wie CANopen, EtherCAT, Profibus, Profinet, Ethernet, RS485, RS232 sind ansprechbar. Für das 3D-Druck Projekt kam eine Siemens SPS S7-1500 mit TIA-Portal zum Einsatz. Die Ecostep-Antriebe wurden über Profinet angesteuert. DIE REALISIERUNG DER ANTRIEBE Der mechanische Aufbau des 3D-Hochgeschwindigkeits-Rotationsdruckers benötigt insgesamt zwölf Ecostep-Antriebe. Für die horizontalen und vertikalen Y- und Z-Linearachsen, die für eine flexible Positionierung des Extruders verantwortlich sind, kommen Spindelantriebe zum Einsatz. Beim Motor handelt es sich um den Ecostep- Motor aus der Baureihe 23S21 mit einer Absolutwert-Encoder-Rückführung. Derselbe Antriebstyp positioniert auch den Rundtisch. Zur Förderung des Materials in den speziell für diesen Einsatz entwickelten Druckköpfen werden vier Ecostep- Motoren des Typs 17H13 mit Inkremental- Encoder verwendet. Diese Achsen werden linear interpoliert. Der Algorithmus dafür ist in den Servoverstärkern Ecovario D114 integriert. Da es sich bei diesem Servoverstärker um eine kompakte Doppelendstufe handelt, steuern sechs Verstärker die insgesamt zwölf Motoren an. Um ein bestmögliches Druckresultat in Bezug auf Präzision und Geschwindigkeit zu erreichen, ist eine hohe Bahntreue der Antriebe unabdingbar. Gerade bei solchen hochdynamischen Anwendungen spielen die Ecostep-Antriebe ihre Stärken aus. Dank der Positionsrückführung ist auch bei auftretenden Lastschwankungen eine genaue Verfolgung der vorgegebenen Bahn gewährleistet. Analog zu klassischen jedoch auch teureren Servoantrieben, regeln die Ecostep-Antriebe sowohl Geschwindigkeit als auch die Position. PRAXISPHASE Schon jetzt, rund einem halben Jahr vor dem Projektende, geht man davon aus, dass die gesteckten Zielkriterien, was Präzision und Dynamik anbetrifft, erreicht werden. Für das neuartige Druckverfahren leistete JAT einen entscheidenden Beitrag. Wie so oft bei derartigen Projekten, bei denen mehrere Akteure beteiligt sind, steckt am Ende der Teufel im Detail und in der Abstimmung unter den Partnern. Bereits jetzt werden Prototypen auf ihre Praxistauglichkeit getestet. Wie das neuartige additive Druckverfahren auf dem Markt ankommt, werden die kommenden Jahre zeigen. Fotos: Jenaer Antriebstechnik GmbH www.jat-gmbh.de DIE IDEE „Seit 30 Jahren begeistern wir uns für Antriebslösungen unterschiedlichster Anwendungsfelder. Unser Anliegen ist es, den Kundennutzen zu identifizieren und umzusetzen. Gemeinsam mit den Partnern des Innovationsnetzwerkes Pro-O-light trägt JAT Verantwortung und fokussiert eine nachhaltige Lösung zur Verbesserung der Medizintechnik.“ Kathleen Stöhr, Leitung Marketing, Jenaer Antriebstechnik GmbH 44 antriebstechnik 2020/06 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ IE5-MOTOREN: HÖCHSTMASS AN ENERGIEEFFIZIENZ Synchronreluktanz-Motoren (SynRM) von ABB verfügen über die höchste Energieeffizienz-Klassifizierung IE5 und weisen im Vergleich zu IE2-Motoren bis zu 50 % geringere Energieverluste auf. Fallstudien in Industrieanlagen hätten gezeigt, dass der Energieverbrauch je nach Anwendung um bis zu 25 % reduziert werden kann, so ABB. Möglich wird dies durch ein Motorkonzept, das die Permanentmagnet-Technologie mit der Benutzerfreundlichkeit eines Asynchronmotors kombiniert. Die Motoren eignen sich z. B. für den Einsatz in Pumpen, Lüftern und Kompressoren oder auch Strangpressen, Mischaggregate, Winden und Förderanlagen. Sie können Asynchronmotoren leicht ersetzen, da sie dieselbe Größe und Ausgangsleistung aufweisen. Die Motoren sind in den Baugrößen IEC 132 bis 315 mit einer Ausgangsleistung von 5,5 bis 315 kW erhältlich. Sie können als Komponenten eines Motor- Umrichterpakets mit drehzahlgeregelten Antrieben des Herstellers eingesetzt werden. www.abb.de HOHE AUFLÖSUNG TRIFFT GROSSE BESCHLEUNIGUNG Der IE3-Encoder von Faulhaber ist ein magnetischer Encoder, der mit einer großen Vielzahl an Produkten des Herstellers ab einem Durchmesser von 22 mm kombiniert werden kann. Er ist jetzt auch mit den großen Scheibenmagneten-Schrittmotoren der Reihen DM40110R, DM52100N und DM52100R kompatibel. Die hohe Dynamik dieser Motoren ist oft auch auf einen geschlossenen Regelkreis angewiesen. Der Encoder verlängert den Motor nur um etwa 13 mm. Damit bietet diese neue Kombinationsmöglichkeit eine hohe Positionierungsauflösung bis 1 024 Impulse pro Umdrehung, sowie schnelle Beschleunigungsfähigkeiten. Der Encoder wird mit einem Flachbandkabel angeschlossen, passende Stecker sind verfügbar. Er eignet sich besonders für den Betrieb im Boost- Modus mit hoher Positionierungsauflösung. Dazu bietet er eine kompakte und leichte Bauform in einem robusten Gehäuse. Typische Anwendungen reichen von der Textil- und Halbleiterindustrie bis hin zur Medizintechnik. www.faulhaber.com NEUE NEMA-BAUGRÖSSEN IM SCHRITTMOTOREN-SORTIMENT Neben Schrittmotoren der Baugröße Nema 17 führt Norelem ab sofort auch Modelle in Nema 23 und Nema 34 im Programm. Sie sind mit einem EMV-geschützten Gehäuse ausgestattet, in Schutzart IP64 ausgeführt und eignen sich für Einsätze bei Temperaturen bis 50 °C ohne Fremdbelüftung. Die Motoren mit integrierter Steuerung bieten die Betriebsarten eines gängigen Positioniersystems und lassen sich via Profibus oder CAN Bus an weitere Steuersysteme adaptieren. Die zugehörige Software steht auf der Homepage des Herstellers kostenlos zum Download bereit. Dort sind auch die passenden Steuerleitungen zu finden. Die Flanschmaße betragen 42 mm (Nema 17), 56 mm (Nema 23) und 86 mm (Nema 34), die Haltemomente reichen von 0,43 Nm bis 8,2 Nm. Der Schrittwinkel sämtlicher Modelle liegt bei 1,8°. Angesteuert werden die Schrittmotoren über Litzenleitungen. Sie verfügen über zwei Ausgänge sowie sechs Eingänge und sind auf Steuerspannungen von 24 bis 36 V DC ausgelegt. www.norelem.de

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