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antriebstechnik 8/2015

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ELEKTROMOTOREN 03 Der

ELEKTROMOTOREN 03 Der Bohrprozess wurde u. a. mit einer Hochgeschwindigkeitskamera genau analysiert 02 Mit einem Demonstrator wurde der Bohrprozess nachgebildet und seine Parameter praxisgerecht untersucht Erforschung eines intelligenten Antriebs, mit dem die genannten Parameter verändert, getestet und optimiert werden. Die Integration von Sensoren ermöglicht jeweils die Analyse des Bauteils bzw. des aktuellen Hochgeschwindigkeits-Bohrprozesses. Anhand von Algorithmen, die im Verlauf des Projektes ermittelt wurden, ist die Steuerungstechnik in der Lage, die Bohrprozessparameter auf der Basis der Ist-Werte jeweils individuell und optimal einzustellen. Dabei kommen Spindeln mit Direkt antrieb zum Einsatz, die einzeln angetrieben und angesteuert werden. Die hier verwendeten Komponenten stammen aus dem mechatronischen Systembaukasten von Wittenstein. Regelsystem für Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl Dieser „intelligente“, sich selbst optimierende Antrieb wurde in ein analytisches Prozessmodell für das Bohren von Holz und Holzverbundwerkstoffen überführt und seine Leistungsfähigkeit in einer Holzbearbeitungsmaschine validiert. In der Praxis sieht das so aus, dass die Leistungsaufnahme des Spindelantriebs ebenso erfasst wird wie Drehmoment und Ist-Drehzahl. Darüber hinaus kann der hochdynamische Einzellinearantrieb weitere Prozessparameter wie Vorschubgeschwindigkeit, Vorschubkraft und die Ist-Position des Werkzeugs erfassen. Auf dieser Basis werden Vorschubgeschwindigkeit und Drehzahl des Bohrers geregelt, ebenso die Position des Bohrers und − per Vorsteuerung − die Vorschubkraft. Das Projekt ist inzwischen abgeschlossen und die Ergebnisse sind überzeugend: Die Bohrgeschwindigkeit der Maschine konnte verdoppelt werden. Das bedeutet, dass sich die Taktrate in der Möbelproduktion deutlich steigern lässt. Bemerkenswert daran ist, dass diese signifikante Verbesserung nicht durch höheren Automationsgrad oder komplexere Prozesse erreicht wird, sondern einzig und allein durch die Optimierung eines einzigen, automatisierten Kernprozesses, nämlich des Hochleistungsbohrens. Auch die Neben- bzw. Rüstzeiten reduzieren sich durch den sich selbst optimierenden Bohrprozess, weil die Bohrköpfe schneller an die Bearbeitung unterschiedlicher Bauteile bzw. an das Arbeiten mit unterschiedlichen Bohrertypen angepasst werden können. Qualität und Energieeffizienz verbessert Nicht nur die Geschwindigkeit, auch die Qualität und Genauigkeit des Bohrprozesses konnten im „NoVHoW“-Projekt deutlich optimiert werden. Der Ausschuss reduzierte sich um etwa 10 % und der Energieverbrauch um rund 30 %. Die Standzeit der Werkzeuge wird erhöht, weil sie stets im optimalen Arbeitsbereich betrieben werden. Außerdem ist eine definierte Bohrtiefe gewährleistet, und ein Werkzeugbruch wird sofort erkannt. Nach Einschätzung der Projektverantwortlichen sind die Erkenntnisse aus dem NoVhoW-Projekt übertragbar auf andere Holzbearbeitungsprozesse wie z. B. Fräsen und Sägen. Das erarbeitete Prozessmodell kann somit als Grundlage für eine neue Generation von Maschinen- und Anlagenkonzepten für die Möbelproduktion in Deutschland dienen. Mit seinen Zielsetzungen − höhere Flexibilität und Produktivität, optimale Anpassung von Maschinen und Werkzeugen an den Prozess, hohe Informationsdichte bei der Regelung von Bearbeitungsprozessen − überträgt es die Kernelemente von „Industrie 4.0“ auf einen Schlüsselprozess der Holzverarbeitung, das Hochgeschwindigkeitsbohren. Und selbstverständlich sind die Grundsätze der Selbstoptimierung übertragbar auf andere Anwendungsbereiche der maschinenbaulichen Antriebstechnik. So wird im Rahmen von it´s OWL auch ein selbstkorrigierendes Stanz-Biege-Werkzeug für die Metallbearbeitung entwickelt. www.its-owl.de www.hs-owl.de 44 antriebstechnik 8/2015

ELEKTROMOTOREN Kompressorenhersteller setzt auf IE3-Motoren Der Kompressoren- Hersteller Mattei verwendet nun Emerson Industrial Automation Leroy Somer IE3-Elektromotoren in allen seinen Kompressoren von 18 bis 110 kW Nennleistung. Dieser Schritt wurde durch die zweite Phase der europaweit geltenden EU-Vorschriften zum Wirkungsgrad von IE3-Elektromotoren bedingt. Mattei ist spezialisiert auf Flügelzellenkompressoren, die integrierte Motoren anstatt herkömmlicher Schraubenverdichter enthalten. Flügelzellenverdichter eignen sich für den Dauer betrieb und erfordern daher einen robusten Motor, der eine höhere Leistungsfähigkeit sowie einen geringeren Stromverbrauch bietet. Vor allem Drehstrom-Asynchronmotoren mit fester Drehzahl und Nennleistungen von 7,5 bis 375 kW müssen nun die Wirkungsgradklasse IE3 erfüllen. Aus diesem Grund hat Emerson seine Motoren überarbeitet, sodass sie weniger Verluste aufweisen. Über die Lebensdauer eines IE3-Motors verringern sich damit die Betriebskosten sowie die CO 2 -Emissionen. www.emerson.com Effiziente Motoren für sensorlosen Betrieb Die Antriebssystem-Familie Dyneo der Emerson-Marke Leroy-Somer ist um eine Baureihe von Synchronmotoren mit Permanentmagneterregung (LSRPM-1500 min -1 ) erweitert worden. Ohne weitere Anpassungen liefert der neue Typ Werte, die dem Premium-Wirkungsgrad entsprechen. Er ist einfach zu implementieren und durch drehzahlgeregelten Antrieb energieeffizient. Der Motor eignet sich für den sensorlosen Betrieb z. B. von Pumpen, Kompressoren, Lüftern, Verstärkern, Zentrifugen oder Separatoren. Die Motorsteuerung kommt ohne Positionsgeber und Kabelverbindung zum Antrieb aus. Störeinflüsse durch den Motor-Encoder oder den Positionsgeber sind so ausgeschlossen. Neben dem Standardtyp steht eine kompaktere Baureihe zur Verfügung. Der Motor entspricht den Vorgaben der IEC-Norm 60034-30-1. Dyneo-Motoren mit Permanentmagneterregung LSRPM (IP 55) / PLSRPM (IP23) passen zu folgenden drehzahlgeregelten Antrieben von Emerson: Powerdrive F300, Powerdrive MD2 und Unidrive M. www.leroy-somer.com © creart.de Motoren nach Maß… Drehstrommotoren IP 55 IE 1, IE 2, IE 3 Permanentmagneterregte Drehstrommotoren Drehstrommotoren IP 23 Drehstrom- Schleifringläufermotoren Drehstrom-Servomotoren Frequenzregelbare Drehstrommotoren Wassergekühlte Drehstrommotoren Einphasenmotoren Fahr- und Hebezeugmotoren Flachmotoren Gleichstrommotoren IP 44/23s Positionierantriebe Reluktanzmotoren Schiffsmotoren Tauchmotoren Topfmotoren Außenläufermotoren EMOD Motoren GmbH · Elektromotorenfabrik Zur Kuppe 1 · 36364 Bad Salzschlirf · Germany Fon: +49664851-0 · Fax: +49664851-143 info@emod-motoren.de · www.emod-motoren.de …die treibende Kraft

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