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Hannover Messe 2018 Die smarte Servoachse

| Autor/ Redakteur: Christian Bergner / Sandra Häuslein

Lenze schnürt ein Kraftpaket für zukunftsweisende Servo-Anwendungen. Dabei stehen die Flexibilität im Einsatz sowie eine einfache Handhabung im Fokus.

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Lenze´s neues Arbeitspferd in Sachen Servo-Achse besteht aus drei neu entwickelten Komponenten: dem Servo-Inverter i950, dem Synchronmotor m850 und dem Planetengetriebe g700.
Lenze´s neues Arbeitspferd in Sachen Servo-Achse besteht aus drei neu entwickelten Komponenten: dem Servo-Inverter i950, dem Synchronmotor m850 und dem Planetengetriebe g700.
(Bild: Lenze/Cadera Design)

Ob in der Produktionsstraße Teebeutel befüllt, Blisterverpackungen geformt oder Brötchen gebacken werden, ob der Roboter stupide Bewegungen zu verrichten hat oder je nach angeliefertem Stückgut unterschiedliche Aufgaben abarbeitet: die neue Servoachse von Lenze findet überall ihre Berechtigung. Sie ist flexibel im Einsatz, zukunftssicher ausgerichtet und vor allem einfach in der Handhabung.

Kompakte, skalierbare Servoachse

Lenze´s neues Arbeitspferd in Sachen Servoachse besteht aus drei entwickelten Komponenten. Dem Servo-Inverter i950, dem Synchronmotor m850 und dem Planetengetriebe g700. Antrieb und Getriebe sind für Maschinenaufgaben mit mittlerer Dynamik, hoher Laufruhe und großer Präzision ausgelegt. Hauptanwendungsgebiete sind Positionieraufgaben, Handling- und Montage-Applikationen, Robotik, Verpackungsmaschinen und Förderantriebe.

Aufgrund der guten Skalierbarkeit kann das Gespann einen extrem hohen Einsatzbereich abdecken und ist dabei wirtschaftlich sehr attraktiv. Das g700 ist in 14 Varianten verfügbar, als ein-, zwei- oder dreistufiges Planetengetriebe in fünf Baugrößen mit Übersetzungsintervallen von 3,0-8,0 bis 64,0-512,0. Der Motor kommt in insgesamt neun Varianten, in drei unterschiedlichen Baugrößen mit jeweils drei unterschiedlichen Leistungsklassen, die von 2,0 kW bis 9,2 kW reichen. Sowohl Motor als auch Getriebe sind besonders kompakt aufgebaut.

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Die Antriebsspezialisten von Lenze schätzen, dass etwa 80 % der Kunden, die einen Bedarf an Servo-Synchronmotoren mit mittlerer bis hoher Performance haben, Lösungen auf Basis des m850 einsetzen werden.

Ein Powerpaket stellt der Inverter i950 dar. Seine Rechenleistung und der integrierte Ethercat-Port ermöglichen es, auch mehrere Achsen mit großer Geschwindigkeit synchron zu steuern und damit komplexe Aufgaben zu erledigen. Beispielsweise in der Intralogistik, in der Automobilindustrie und speziell im Bereich Converting und Handling. Hier nimmt die Zahl der Achsen mit der Flexibilisierung der Produktion – bis hin zur Losgröße 1 – kontinuierlich zu.

Die Adaption der unterschiedlichen Aufgaben und Konzepte in der Industrie-Automation erfordert jedoch nicht nur schiere Rechenpower, sondern auch eine Funktionsvielfalt, die in der Entwicklung, bei der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb OEM und Anwendern zugute kommt. Insbesondere in Hinblick auf die Entwicklung zu Industrie 4.0 steigen die Anforderungen an die Intelligenz der Steuerungen. Der i950 ist darauf bereits ausgelegt.

Drei Betriebsmodi für Servo-Inverter i950

Mit seinen drei unterschiedlichen Betriebsmodi ist der i950 jedem Einsatzszenario gewachsen. Er kann frei programmiert werden oder unter einer CiA402-Motion-Steuerung als Stellantrieb dienen. Die häufigste Betriebsart dürfte jedoch die Nutzung der integrierten Fast-Technologie-Anwendungen sein. Dabei handelt es sich um Standard-Software-Bausteine, mit denen bis zu 80 % des Software-Engineerings standardisierter Maschinenmodule schnell und zuverlässig erledigt werden können.

Die Module bilden einen breiten Funktionsumfang ab, den der OEM nicht mehr selbst programmieren muss, sondern einfach über das Setzen von Parametern nutzen kann. Das Inbetriebnahme-Tool Easy Starter liefert dazu eine intuitive grafische Parametrieroberfläche, die das Handling erleichtert. Damit können auch Techniker mit einem geringeren Ausbildungsstand die Inbetriebnahme problemlos abwickeln.

Lenze will damit dem Umstand Rechnung tragen, dass beim OEM aufgrund des Fachkräftemangels oft nur noch in bestimmten Projektphasen Ingenieure eingesetzt werden, beispielsweise bei der Programmierung oder später bei der Prozessoptimierung und Maschinenabnahme.

Tipp: Anwendertreff Maschinenkonstruktion Verfügbarkeit und Produktivität, Flexibilität, Adaptivität – diese Ziele erreichen Konstrukteure und Entwickler bis heute mithilfe klassischer Technologien und Methoden. Doch angesichts zunehmender Digitalisierung und Vernetzung von Maschinen und Anlagen stellt sich die Frage: Wo bieten sich neue Maschinenkonzepte an, wo spielen bewährte Technologien ihre Stärken auch in Zukunft aus? Der Anwendertreff Maschinenkonstruktion will diese Fragen klären und konkrete Lösungsansätze aufzeigen.
Anmeldung: Anwendertreff Maschinenkonstruktion

Die Fast-Module können auf Basis von IEC 61131-3 in der Lenze-eigenen Programmierumgebung PLC-Designer vom OEM noch selbst erweitert oder kundenspezifisch angepasst werden. Diese Programmierung wird auf SD-Card gespeichert und ist bei der Inbetriebnahme ebenfalls über die grafische Bedienoberfläche zugänglich.

Software flexibel anpassbar

Im Easy Starter stellt Lenze die hinzugekommenen Funktionen in Form einer Zusatzparameter-Liste bereit. So bleibt auch bei individuell angepassten Lösungen das einfache Handling der grafischen Nutzeroberfläche erhalten.

Auf der anderen Seite ist auch die freie Programmierung – mittels IEC 61131-3 nach PLCopen – eine Option, die dem OEM mit dem i950 offen steht. Insbesondere die Flexibilisierung der Produktion, mit individuell anpassbaren Produkteigenschaften, stellt eine Herausforderung dar. Diese kann wirtschaftlich nur betrieben werden, wenn die Produktion sich automatisiert anpasst und ein manuelles Umrüsten vermieden wird. OEMs sind daher gefordert, modulare Fertigungskonzepte umzusetzen. Dies schlägt sich auch in der Software-Erstellung nieder.

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Besonders effektiv kann der OEM entwickeln, wenn er einzelne Module immer wieder verwenden kann – auch bei der Software. Der Servo-Inverter i950 verwirklicht diesen Ansatz: Er kann bereits früher entwickelte Software von Servos und Controllern verarbeiten. Und auch künftige Modelle werden eine gemeinsame Plattform bilden, auf der eine einmal erstellte Software ohne große Anpassungen wiederverwendet werden kann.

Intelligente Hardware und eigenes Asset-Management

Neuartige Kunden-Services und neue Geschäftsmodelle im Bereich von Industrie 4.0 benötigen eine breite Datenbasis – bis hinunter auf die Ebene der Sensoren und Aktoren. Die Grundlage für dieses Industrielle Internet der Dinge (IIoT) schafft Lenze nicht nur mit der Entwicklung einer intelligenten Hardware sondern auch mit der Bereitstellung der passenden Applikationen wie einem eigenen Asset-Management. Dieses bildet mit aktuellen und zuverlässigen Daten die Gesundheit von Maschinen und Anlagen ab und kann als Single Point of Truth den Ausgangspunkt für weitergehende Services bilden.

Die smarte Servoachse fügt sich nahtlos in diese Anwendung ein. Alle relevanten Daten rund um den Antrieb stellt der i950 an der integrierten Ethernet-Schnittstelle bereit – Drehzahl, Laststrom, Motortemperatur und weitere Informationen, beispielsweise über die genauen Modellvarianten von Antrieb und Getriebe. Er unterstützt bereits das verbreitete MQTT-Protokoll, das die Datensammlung und -integration bis in die Cloud möglich macht.

Die Automatisierungsspezialisten von Lenze sind sich sicher, dass am IIoT in Zukunft niemand mehr vorbei kommt. Mit der smarten Servoachse liefert das Unternehmen die gebündelte Antwort für die Ansprüche an Mechanik, Elektronik und die Digitalisierung.

Lenze auf der Hannover Messe 2018: Halle 14, Stand H22

* Christian Bergner ist Leiter Produktmanagement Servo Drives & Motors bei Lenze

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