SPS 2021 Highlights der Antriebstechnik auf der SPS 2021

Redakteur: Stefanie Michel

Innovationen und Produktneuheiten lassen sich von Corona nicht einschränken: Viele Hersteller aus der Antriebstechnik präsentieren ihre Neuheiten auf der SPS 2021 – entweder real oder digital. Wir stellen einige vor.

Firmen zum Thema

Die SPS wird 2021 wieder ein Hotspot für Innovationen aus der Antriebstechnik.
Die SPS wird 2021 wieder ein Hotspot für Innovationen aus der Antriebstechnik.
(Bild: Copyright: Mesago / Malte Kirchner)

Die Automatisierungs- und Antriebstechnikbranche steht trotz anhaltender Corona-Pandemie nicht still. Der Bedarf an Innovationen und persönlichem Austausch ist groß, wie Martin Roschkowski, President der Mesago Messe Frankfurt, im Vorfeld der SPS 2021 betont. Ob man an der Messe vor Ort nun teilnimmt oder nicht: Wir wollen Sie dennoch über die Neuheiten in der Antriebstechnik informieren. Hier eine Auswahl:

Nord Drivesystems: Neue Frequenzumrichter mit Ethernet-Schnittstelle

Die neue Schaltschrankumrichter-Generation Nordac PRO SK 500P von Nord Drivesystems wird um fünf Leistungsstufen erweitert.
Die neue Schaltschrankumrichter-Generation Nordac PRO SK 500P von Nord Drivesystems wird um fünf Leistungsstufen erweitert.
(Bild: Nord Drivesystems)

Im Bereich Frequenzumrichter präsentiert Nord auf der SPS zwei Neuheiten:

Der Schaltschrankumrichter Nordac PRO SK 500P erweitert den Leistungsbereich der neue Schaltschrankumrichter-Generation, die damit den Bereich von 0,25 bis 22 kW abdeckt.

Der dezentrale Umrichter Nordac ON für kleine Leistungsbereiche bis 1,0 kW. Charakteristisch ist die integrierte Multi-Protokoll-Ethernet-Schnittstelle. Egal ob Profinet, Ethernet IP oder Ethercat – das gewünschte Protokoll lässt sich einfach per Parameter einstellen. Dadurch lassen sich die Varianten reduzieren und es ergeben sich zusätzliche Platz- und Kostenvorteilen, weil keine Ethernet-Zusatzbaugruppe erforderlich ist.

Der neue Nardac ON ist ein kompakter, smarter Frequenzumrichter für den dezentralen Einsatz
Der neue Nardac ON ist ein kompakter, smarter Frequenzumrichter für den dezentralen Einsatz
(Bild: Nord Drivesystems)

Der dezentrale Umrichter ist in zwei Varianten verfügbar: Während der Nordac ON für den Betrieb mit Asynchronmotoren designt wurde, ist der Nordac ON+ für die Kombination mit Synchronmotoren bestimmt und ergänzt das Hocheffizienzportfolio des Herstellers rund um die neue IE5+-Motorengeneration.

Alle Nord-Frequenzumrichter verfügen über eine leistungsstarke PLC für antriebsnahe Funktionen. Diese kann die Daten angeschlossener Sensoren und Aktoren verarbeiten, Ablaufsteuerungen autark einleiten und die Antriebs- und Anwendungsdaten an den Leitstand, vernetzte Komponenten oder eine vorhandene Cloud übermitteln. Das ermöglicht eine kontinuierliche Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) und legt damit die Basis für vorausschauende Wartungskonzepte (Predictive Maintenance) sowie eine optimierte Anlagendimensionierung.

Nord Drivesystems auf der SPS 2021: Halle 3A, Stand 466

SPN Schwaben Präzision: Sondergetriebe für den kundenspezifischen Antrieb

Das neue Stirnradgetriebe H-SSM124-H von SPN.
Das neue Stirnradgetriebe H-SSM124-H von SPN.
(Bild: SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf)

Highlight des Messestandes wird ein einzigartiges Custom-Bike sein, das stellvertretend für die kundenspezifischen Antriebslösungen der SPN Schwaben Präzision stehen soll. Der Getriebe-Hersteller präsentiert aber auch neue Produkte: Für ein deutsches Maschinenbauunternehmen wurde ein Stirnradgetriebe für spezifische Anforderungen entwickelt. Das SPN-Getriebe ist dabei so ausgerichtet, dass es innerhalb der gesamten Förderkette eingesetzt werden kann.

Das Getriebe ist universell einsetzbar und beeindruckt laut Hersteller durch seine im Verhältnis zur Leistungsfähigkeit kompakte Dimensionierung. Das neu entwickelte Stirnradgetriebe ist durchgängig gegen das Eindringen von abrasiven Stoffen geschützt und auf eine Lebensdauer von 130.000 Betriebsstunden ausgelegt.

Präziser Fahrantrieb für AGV

Der kompakte SPN-Fahr- und Lenkantrieb wurde für die Anforderungen von AGV entwickelt.
Der kompakte SPN-Fahr- und Lenkantrieb wurde für die Anforderungen von AGV entwickelt.
(Bild: SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf)

Ebenfalls zu Transport- und Förderungszwecken im Fertigungsbereich wurde 2020 der SPN-Fahr- und Lenkantrieb entwickelt – in diesem Fall für die besonderen Ansprüche bei der Steuerung von „Automated Guided Vehicles“ (AGV).

Im Fokus der Entwicklung des Fahrantrieb stand dabei vor allem die geforderten hohe Präzision seiner Fahreigenschaften, insbesondere die autonome Steuerung und Positionierung des Transportguts. Ziel ist es – auch unter Einbeziehung leichter Steigungen oder Unebenheiten –, die transportierten Bauteile koordinatengetreu am Zielort zu platzieren. Ähnlich wie beim Stirnradgetriebe wurde die Bauform hier so kompakt wie möglich konzipiert. So lassen sich die anfallenden Transportlasten auch auf schmalen Paletten mitführen.

Präzisionsgetriebe erweitert Einsatzspektrum von Roboterarmen

Mit dem „Roboterhandgelenk“ kann das Einsatzspektrum von Roboterarmen erweitert werden.
Mit dem „Roboterhandgelenk“ kann das Einsatzspektrum von Roboterarmen erweitert werden.
(Bild: Eugen Seefried/SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf)

Machen Stirnradgetriebe und Fahrantrieb den entsprechenden Förder- und Transportsystemen „Beine“, so ist das Präzisionsgetriebe, das SPN für einen renommierten Robotikhersteller entwickelt hat, eher auf seine manuellen Funktionen ausgerichtet.

Mit der Gelenkigkeit des SPN-Fahr- und Lenkantriebs kann das Einsatzspektrum von Roboterarmen deutlich erweitert werden. Der Getriebeeingang besteht aus drei Antriebswellen, die bei der Montage direkt mit dem Motor verbunden werden können.

Die einzelnen Getriebestufen lassen sich spielfrei justieren, da hier selbst geringe Vibrationen oder Gleichlaufschwankungen die Fertigungsqualität im Betrieb beeinträchtigen können. Die Antriebskonstruktion wurde dazu mit einer Hohlwelle mit 70-mm-Kanal ausgestattet, sodass prozessrelevante Medien zu dem am Getriebeausgang angebauten Applikator geführt werden können.

SPN Schwaben Präzision auf der SPS 2021: Halle 4, Stand 568

Halstrup-Walcher: Integrierte Direktantriebe mit Ethernet/IP

(Bild: Halstrup-Walcher)

Die Direktantriebe PSD von Halstrup-Walcher werden in Verpackungsmaschinen, Abfüllanlagen und Holzbearbeitungsmaschinen weltweit eingesetzt. Alle relevanten Teilsysteme zur automatischen Formatverstellung sind bereits integriert. Zur Ansteuerung sind diese intelligenten Antriebe schon heute mit den Schnittstellen CAN open, IO-Link, Profinet und Ethercat lieferbar. Jetzt kommt die fünfte Buskommunikation hinzu: Ethernet/IP.

Durch die schnelleren Nenndrehzahlen sind die Direktantriebe laut Hersteller optimal für häufige Formatverstellungen in Maschinen geeignet.

Halstrup-Walcher auf der SPS 2021: Halle 4, Stand 220

Wittenstein: Servoaktuator in Einkabeltechnik für Hygienebereiche

Der weiterentwickelte Edelstahl-Aktuator „axenia value“ in Einkabeltechnik ergänzt das Produktportfolio Hygienic Design.
Der weiterentwickelte Edelstahl-Aktuator „axenia value“ in Einkabeltechnik ergänzt das Produktportfolio Hygienic Design.
(Bild: Wittenstein)

Mit den Servoaktuatoren der Baureihe Axenia Value in Einkabeltechnik präsentiert Wittenstein alpha hygienegerechte Präzisionsaktuatorik mit hoher Leistungsdichte. Der Hochleistungsmotor und das Planetengetriebe sind im Edelstahlgehäuse mit Schutzart IP69K untergebracht. Beide Komponenten sind aufeinander abgestimmt, was messbare und damit bestmögliche und verlässliche Leistungsdaten gewährleisten soll.

Das Gesamtsystem ist entsprechend der Vorgaben der EHEDG ausgelegt und für den Einsatz in Nass- und Hygienebereichen prädestiniert. In diesem Einsatzumfeld bieten die Baureihe Axenia Value laut Hersteller ein Höchstmaß an Prozess- und Produktsicherheit, denn der Aktuator kann offen montiert betrieben werden, also ohne zusätzliche Schutzhauben oder Aktuator-Abdeckungen: Dies vermeide die sonst möglichen Risiken versteckter Schmutznester, korrosiver Stellen oder möglicher Undichtigkeiten.

Die Zulassung gemäß UL für Nordamerika und die DFC-Bescheinigung bezüglich der Zertifizierungs- und Kennzeichnungspflicht in China ermöglichen einen globalen Einsatz des Aktuators.

Gehäuselose Servomotoren jetzt auch in „large“

Die gehäuselosen Servomotoren der Baureihe Cyber kit line habe kein Motorgehäuse, keine Lagerung, dafür aber Bestwerte bei Leistungsdichte und Dynamik sowie eine große Zahl konfigurierbarer Auslegungsvarianten, so der Hersteller Wittenstein. Neben der bereits eingeführten„Small-Ausführung“ bietet jetzt die leistungsstärkere Ausführung Cyber kit line large ein drehmoment-optimiertes, spielfreies und integrationsfreundliches Motordesign mit best-in-class-Leistungsdaten.

Wittenstein Cyber Motor GmbH präsentiert auf der SPS 2021 die ersten Informationen zu diesen neuen Servomotoren, die in vier Baugrößen von 290 mm bis 530 mm, verschiedenen Baulängen zwischen 50 mm und 200 mm und vier Hohlwellendurchmessern zwischen 220 mm und 420 mm verfügbar sein werden.

Die Servomotoren der Cyber kit line large sind mit gängigen Servoregler-Herstellern funktionsfähig, während die kleineren Varianten zusätzlich mit den kompakten Servoreglern der Reglerfamilie Cyber simco drive 2 kompatibel sind. Sie ermöglichen die Umsetzung hochdynamischer Antriebsanwendungen in höheren Leistungsbereichen.

Wittenstein auf der SPS 2021: Halle 4, Stand 221

EBM-Papst: Innenläufermotoren mit Industrial-Ethernet-Technologie

Auf der SPS präsentiert EBM-Papst sowohl Lösungen für die Antriebstechnik als auch für die Lufttechnik.
Auf der SPS präsentiert EBM-Papst sowohl Lösungen für die Antriebstechnik als auch für die Lufttechnik.
(Bild: EBM-Papst)

Erstmals präsentiert EBM-Papst auf der SPS die Innenläufermotoren ECI-63 aus dem modularen Antriebssystem ausgestattet mit einer Ethercat-Schnittstelle. Ethercat kombiniert die Vorteile von Ethernet-basierter Kommunikation mit der Einfachheit der klassischen Feldbussysteme, wodurch komplexe IT-Lösungen vermieden werden können.

Innerhalb der ECI-Baureihe sind Antriebe mit integrierter BUS-Schnittstelle unter dem Begriff K5-Elektronikfunktionalität bereits seit einiger Zeit etabliert. Nun können die Innenläufermotoren zusätzlich über Ethercat angesprochen werden. Dazu wurde eine performante Schnittstellenelektronik inklusive Multiprotokoll-Chip im Antriebsgehäuse ergänzt. Die Vorteile für dezentrale Antriebe liegen laut Hersteller vor allem bei der Synchronisation mehrerer Achsen, dem reduzierten Integrationsaufwand und einer platzsparenden Konstruktion in der Maschine.

EBM-Papst auf der SPS 2021: Halle 1, Stand 324

Sieb & Meyer: Frequenzumrichter-Serie für Hochgeschwindigkeitsanwendungen

Im Hinblick auf die Funktionalität und Regelungstechnik bieten die Frequenzumrichtern der SD4x-Serie eine deutliche Steigerung gegenüber der Vorgängerserie SD2x.
Im Hinblick auf die Funktionalität und Regelungstechnik bieten die Frequenzumrichtern der SD4x-Serie eine deutliche Steigerung gegenüber der Vorgängerserie SD2x.
(Bild: Sieb & Meyer)

Die neue Frequenzumrichter-Serie SD4x von Sieb & Meyer kann für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und als hoch-dynamische Servoverstärker eingesetzt werden. Auf der SPS 2021 wird die Serie, die stetig wächst, vorgestellt. Den Anfang machte eine Schaltschrank-Variante des SD4S mit 800 W/1,6 kVA und Ende des zweiten Quartals 2021 stand die nächste Baugröße mit 1.600 W/3,2 kVA zur Verfügung. Die ersten SD4S-Varianten stellen die optimale Basis für den Betrieb von Hochgeschwindigkeitsspindeln bzw. Motoren im Leistungsbereich von wenigen hundert Watt bis 1,6 kW dar.

Nun treten weitere funktionsseitig erprobte Nachfolgeprodukte für die SD2S- und SD2M-Serien an. Der SD4S wird 2022 um zusätzliche Baugrößen ergänzt, die dann den aktuellen Leistungsbereich (1,4..55 kVA) der SD2S-Serie abdecken bzw. sogar noch erweitern. Zudem werden die Möglichkeiten der SD4x-Logikplattform auch für die SD2M-Modelle zur Verfügung stehen, die sich bezüglich der Leistungselektronik auf dem neuesten Stand befinden – aus der Serie SD2M wird die Serie SD4M.

Laut Hersteller liegen die Vorteile der SD4x-Produktfamilie in der optimierten Performance, den höheren Drehzahlen sowie der geringe Motorerwärmung ohne Sinusfilter. Funktionell und regelungstechnisch biete die neue Frequenzumrichterserie dem Anwender gegenüber der Vorgängerserie SD2x nochmals Steigerungen: Der neue 32-Bit-Prozessor ist bis zu fünfmal schneller und erlaube somit eine höhere Auflösung und genauere Berechnungen.

Dank des Multi-Protokoll-Chips für die am Markt etablierten Ethernet-basierten Schnittstellen und Zusatzfunktionen wie eine Echtzeituhr seien die SD4x-Geräte für die Zukunft gewappnet. | mi

Sieb & Meyer auf der SPS 2021: Halle 4, Stand 230

Baumüller: Servomotoren-Baureihe überarbeitet

Für hochdynamische Anwendungen mit speziellen Anforderungen an das Beschleunigungsvermögen sowie für schnell wechselnde Start-Stopp-Zyklen hat Baumüller die Servomotoren-Baureihe DSD2 entwickelt. Verfügbar in den Baugrößen 28 bis 132 ist dieser Motor zum Beispiel in Verpackungsmaschinen, Textilmaschinen, Kunststoffmaschinen, Handlingeinheiten oder in der Robotik einsetzbar. Zur Messe stellt Baumüller eine Baulängenerweiterung für die Baugröße 100 vor. Der DSD2 ist nun zusätzlich in der Baulänge XO verfügbar. Die neue Option bietet noch höhere Beschleunigungswerte und eine deutlich höhere Leistung durch höheres Maximal- und Nennmoment.

Baumüller hat seine Servomotoren-Baureihe HYG1 für aggressive Umgebungen und für Branchen mit sehr hohen Ansprüchen an Hygiene, Sauberkeit und Korrosionsschutz überarbeitet und erhöht die Flexibilität für die Anbindung an die Maschinen seiner Kunden. Für die Verbindung des HYG1 an Getriebe wird neben der bisher verfügbaren Flanschoption B14 nun auch die Option B5 angeboten. Durch diese neue Variante kann der Motor auch an Edelstahlgetriebe angebaut werden, was den Einsatz in anspruchsvollen Applikationen, wie etwa in der Lebensmittelindustrie erleichtert.

Ein hoher Wirkungsgrad, eine bessere Prozessperformance und eine niedrige Wärmeentwicklung sind nur einige Vorteile von Servopumpen, die beispielsweise in Pressen oder Spritzgießmaschinen eingesetzt werden. Baumüller bietet mit der Standard, Advanced und Performance Line seine Servomotoren in drei verschiedenen Motor-Pumpen-Kombinationen an.

Speziell für die Advanced Line und die Performance Line wurden nun die DS2- und die DSD2-Servomotoren auch in der Baugröße 132 mit der Option der Innenverzahnung entwickelt, um einen Direktanbau an die jeweilige Pumpe zu realisieren. Dadurch entfallen Kupplung und Pumpenträger wie bei klassischen Servopumpen-Versionen, was den Vorteil einer kürzeren Einbaulänge und demzufolge einer geringeren Aufstellfläche der Maschine mit sich bringt. Der Maschinenbauer profitiert hierbei von niedrigeren Lagerhaltungskosten sowie kürzerer Montagezeit.

Engel Elektroantriebe: Individuelle Antriebslösungen mit Synchronservomotoren

Vertreter der oft kundenspezifisch ausgelegten, hochdynamischen Synchronmotoren der Baureihe HLM zeigt Engel Elektroantriebe auf der SPS 2021.
Vertreter der oft kundenspezifisch ausgelegten, hochdynamischen Synchronmotoren der Baureihe HLM zeigt Engel Elektroantriebe auf der SPS 2021.
(Bild: Engel Elektroantriebe)

Der Motorenhersteller Engel Elektroantriebe positioniert sich als flexibler Entwicklungspartner für kundenspezifische Antriebslösungen. Über die individuelle Konfiguration der Serienmodelle hinaus steht dabei immer häufiger die komplette Neuentwicklung von Antriebskomponenten im Mittelpunkt des Geschehens. Auf der SPS präsentiert das Unternehmen sein Leistungsspektrum.

Am Messestand auf der SPS 2021 legt das Unternehmen den Schwerpunkt auf die kundenorientierte Entwicklungsarbeit und wird deshalb über seine zwei Königswege für die Realisierung kundenspezifischer und branchentypischer Lösungen informieren:

  • Zum einen über die vielfältigen Möglichkeiten der anwendungsorientierten Anpassung und Konfiguration seiner listenmäßigen Motoren und Antriebe,
  • zum anderen über die darüber hinaus reichende Möglichkeit, für und mit den Kunden die komplette Prozesskette von der Neuentwicklung bis zur Serienproduktion eines Antriebssystems zu übernehmen.

Die Individualisierung von Standardmotoren

Die fallspezifische Konfiguration der Synchronservomotoren und der integrierten Antriebe folgt bei Engel Elektroantriebe dem Prinzip der Individualisierung des Standards. Das bedeutet konkret: Unabhängig von der Baureihe und bereits ab einer wiederkehrenden Losgröße von etwa 100 Stück lassen sich alle Systeme in vielerlei Hinsicht auf die speziellen Einsatzbedingungen und Leistungsanforderungen des Kunden anpassen. Das gilt sowohl für die mechanische Konstruktion (z.B. Gehäuseform oder Wellentyp als auch für die elektromagnetische Auslegung. Ab wiederkehrenden Jahresbedarfen von etwa 1.000 Stück gilt das auch für das Elektronik-Design mit spezieller Ausführung der Regeltechnik, mit speziellen Hard- und Software-Funktionalitäten, mit für die Anwendung passenden Winkelgebern und mit entsprechenden Möglichkeiten zur Kommunikation mit der übergeordneten Steuerung.

Bei der Entwicklung neuer Antriebssysteme berücksichtigt Engel Elektroantriebe den jeweils aktuellen Stand der deutschen und europäischen Normen und Richtlinien. Die Einhaltung der Vorgaben gemäß RoHs und REACH einschließlich SVHC-Liste ist ebenso selbstverständlich wie die Beachtung der zunehmenden Anforderungen für Nachweise aus dem Bezug von Konfliktmaterialien. Des Weiteren legt das Unternehmen nach eigenen Angaben großen Wert auf sozial wie ethisch korrekte Verhaltensweisen und strebt an, seine Prozesse und Geschäftstätigkeit möglichst ressourcenschonend und nachhaltig umzusetzen. Dazu betreibt Engel Elektroantriebe seit 2012 unter anderem ein Umweltmanagementsystem nach DIN ISO 14001.

Von der Idee bis zur Serie

Auf der Ebene der Projekt- bzw. Entwicklungsarbeit geht das Unternehmen weit über die Möglichkeiten der Konfiguration seiner Standardprodukte hinaus und stellt sein Know-how in den Dienst der Neuentwicklung einer maßgeschneiderten Antriebslösung. Engel Elektroantriebe deckt dabei alle nötigen Entwicklungsprozesse und Disziplinen ab und agiert als Projektpartner seines Kunden.

Die Kunden sollen dann von mehreren Jahrzehnten Know-how auf dem Gebiet der Entwicklung elektrischer Antriebe profitieren, ebenso wie von einem hohen Qualitätsstandard, der Berücksichtigung individueller Normungen sowie ethischer, sozialer und ökologischer Standards. Auch der ebenso kontinuierliche wie zügige Übergang von der reinen Entwicklungsarbeit in die Serienfertigung mit den Möglichkeiten eines modernen Produktionsbetriebs erweise sich als Wettbewerbsvorteil für den Kunden.

Engel Elektroantriebe auf der SPS 2021: Halle 1, Stand 431

(ID:47775009)