Motorsteuerung Motorsteuerung erleichtert Einrichten von Antriebsachsen

Autor / Redakteur: Stefan Niermann / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Bisher benötigt man zum Programmieren von Antriebsachsen viel Zeit und Know-how. Ein Kölner Hersteller hat deshalb zwei Steuerungen entwickelt, die das Programmieren deutlich leichter machen sollen.

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Mit den Motorsteuerungen Dryve D3 und D1 lassen sich motorisierte Linear- und Rotationsachsen leicht ohne Programmierung automatisieren.
Mit den Motorsteuerungen Dryve D3 und D1 lassen sich motorisierte Linear- und Rotationsachsen leicht ohne Programmierung automatisieren.
(Bild: Igus)
  • Für eine kostengünstige Automation hat Igus schmiermittelfreie Linearachsen mit passenden Schritt- und Gleichstrommotoren im Angebot.
  • Um einfache Aufgaben schnell und kostengünstig zu erfüllen, wurde nun die Steuerung D3 entwickelt, die zur Ansteuerung aller gängigen DC-Motoren geeignet ist.
  • Gilt es, komplexere Aufgaben zu automatisieren, können Anwender auf die Motorsteuerung Dryve D1 zurückgreifen. Sie eignet sich für alle Schrittmotoren, DC- und EC/BLDC-Motoren.

Industrie 4.0, IoT und M2M – alle diese Schlagwörter suchen nach realen Produkten und Lösungen, um in Fabriken die Digitalisierung und somit auch die Automatisierung voranzutreiben. Für eine kostengünstige Automation bietet Igus mit seinen Produkten unterschiedliche Lösungen an. In seinem Drylin-Programm führt der Motion-Plastics-Spezialist Igus seit mehreren Jahren schmiermittel­freie Linearachsen mit passenden Schritt- und Gleichstrommotoren. Als Low-Cost-Variante für einfachste Verfahrwege bis hin zur Schiene aus Edelstahl. Je nach Anwendung erhält der Nutzer die Achse oder das Portal, das sich am besten für seine Anforderungen eignet. Mit Drylin E können Anwender die schmiermittelfreien Linear- oder Rotationsachsen direkt einbaufertig und motorisiert in unterschiedlichen Baugrößen als Einzelachse oder im Portalaufbau einsetzen, etwa bei Format- und Höhenverstellungen oder Pick-&-place-Anwendungen. Für eine leichte Ansteuerung und Bedienbarkeit der Achsen bietet Igus den Nutzern mit der Dryve D3 eine Motorsteuerung für einfache Verfahrwege und mit der Dryve D1 eine Motorsteuerung für komplexere Aufgaben an. So lassen sich vielfältige Aufgaben ohne Programmierung automatisieren.

Einfache Aufgaben kostengünstig automatisiert

Die Steuerung D3 wurde entwickelt, um einfache Aufgaben schnell und kostengünstig zu erfüllen. Ausgelegt ist die Steuerung für alle gängigen DC-Motoren. „Unser Fokus bei der Entwicklung der Dryve D3 lag vor allem auf der sehr einfachen und nutzerfreundlichen Inbetriebnahme für wirklich jedermann“, erklärt Rene Erdmann, Leiter Geschäftsbereich Drylin E Antriebstechnik bei Igus. Für die Installation der Steuerung sind keine Lizenzen und keine Software vonnöten, weil alle Funktionen direkt im Gerät integriert sind. Ein achtseitiges Handbuch sorgt dafür, dass die Steuerung schnell eingerichtet ist. Die Einstellung der Steuerung wird direkt am Gerät vorgenommen: Die 24-V-Spannungsversorgung wird angeschlossen und über DIP-Schalter die Betriebsart, Endlagenabschaltung, Beschleunigung und der Motorstrom eingestellt. Mit einem im Gerät integrierten Drehregler lässt sich die Geschwindigkeit justieren. Die Begrenzung des Motorstroms erfolgt über ein weiteres Potenziometer, das mit einem Schraubendreher eingestellt wird. Damit sind die Vorgaben dauerhaft gespeichert. Eine LED zeigt dem Nutzer über verschiedene Farben den aktuellen Zustand der Steuerung an.

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Vom privaten Bereich bis in die Industrie

An die Steuerung können externe Schalter wie Joysticks angeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil der Dryve D3 ist ihr niedriger Preis. Dadurch können Privatpersonen ebenso wie kleine und mittlere Unternehmen ohne Programmierungs-Know-how auf motorisierte Antriebe für die Automatisierung setzen. Zum Einsatz kommt die neue Dryve-D3-Steuerung zum Beispiel in Kameraführungssystemen, im Möbelbau zum Ausfahren von Schubladen oder für die Verstellung von Bildschirmen. Aber auch für die Industrie bietet sich die Steuerung für Automatisierungsaufgaben an. „Wenn es zum Beispiel um sehr einfache Positionierungsaufgaben mit einer geringen Taktung geht oder auch bei Weichenverstellungen kann die Dryve D3 problemlos eingesetzt werden“, so Erdmann.

Komplexe Aufgaben schnell umgesetzt

Gilt es, komplexere Aufgaben für Mehrachsportale, Deltaroboter oder Pick-and-place-Anwendungen zu automatisieren, können Anwender auf die intuitive Motorsteuerung Dryve D1 zurückgreifen. Die Steuerung eignet sich für alle Schrittmotoren, DC- und EC/BLDC-Motoren. So können sowohl Motoren von Igus als auch Motoren anderer Hersteller angesteuert werden. Das Besondere: Die Steuerung kann ganz ohne Software über einen Webbrowser vom Fest-PC oder auch mobil vom Smartphone oder Tablet aus ohne Internetverbindung bedient werden. Der Nutzer benötigt lediglich einen WLAN-Router bei der Verwendung von mobilen Geräten. Ein übersichtliches Interface hilft dem Anwender bei der richtigen Parametrierung. Wie bei der Dryve D3 sind keine Programmierkenntnisse vonnöten. „Die Inbetriebnahme einer motorbetriebenen Achse zusammen mit der Dryve-D1-Steuerung ist in wenigen Minuten durch ein nutzerfreundliches Interface möglich“, erklärt Erdmann. „Danach können die Werte ebenso einfach live über den Webbrowser verändert oder Zwischenschritte hinzugefügt werden. Ein zeitraubendes Hin-und-her-Laden von Daten entfällt, was am Ende der Integration bares Geld spart.“

Motorsteuerung lässt sich intuitiv schnell einrichten

Die Bedienoberfläche der Motorsteuerung wird mittels Webbrowser und IP-Adresse aufgerufen. Über sieben Menüpunkte kann der Nutzer die Einstellungen vornehmen. So ist es möglich, den Login zur Steuerung über ein Passwort zu schützen oder auch unterschiedliche Spracheinstellungen zu wählen. Außerdem lassen sich erstellte Konfigurationen in die Motorsteuerung laden, was die Inbetriebnahme zum Beispiel eines Deltaroboters verkürzt. Über den Menüpunkt „Motor“ werden durch die Eingabe der Artikelnummer alle Einstellungen des Motors in die Steuerung geladen. Handelt es sich um Motoren anderer Anbieter, so muss der Nutzer lediglich die Einstellung nach seinem Datenblatt vornehmen.

Über das Menü kann der Anwender außerdem die Einstellung seiner Linear- oder Rotationsachse wie Fahrstrecke und Vorschub vornehmen. Die zentrale Vereinfachung der Motorsteuerung liegt vor allem in den Fahrprofilen, die live änderbar sind. So kann eine zeitsparende Automatisierung ohne Übertragungs- und Ladevorgänge umgesetzt werden.

Auch eine Vernetzung mit einer übergeordneten Steuerung wie einer SPS, über Ethernet oder CAN-Open sind realisierbar. Um die Leistung des Motors zu überwachen, ist zusätzlich ein Oszilloskop in das Webface integriert. Dies zeigt Livewerte zum Motorstrom, zur Drehzahl sowie Ist- und Sollposition an.

Bedienung ganz ohne Software und Speichermedien

Der Vorteil der Dryve D1 liegt, neben der schnellen Inbetriebnahme und Benutzerfreundlichkeit, in ihrer Vernetzungsfähigkeit. Daher wurde die Steuerung platzsparend konstruiert und ist in Schaltschränken auf einer Hutschiene montierbar und per Festverdrahtung steuerbar. Alternativ kann die D1 an einen WLAN-Router angeschlossen werden, worüber das System drahtlos angesteuert werden kann. Durch den integrierten Webserver ist keine weitere Software auf den Bediengeräten notwendig, ebenfalls entfallen weitere Speichermedien oder Ähnliches. Das bedeutet, dass der Anwender weder eine Installation vornehmen noch zusätzliche Kosten tragen muss.

Energie sparen durch Closed-Loop Modus

Eine weitere Besonderheit der Dryve D1 ist der integrierte Closed-­Loop-Modus. Während im Open Loop der Schrittmotor so eingestellt ist, dass er die maximal nötige Last sicher bewegt und gleichzeitig bei einer geringen Belastung Energie verschwendet, sorgt der Closed Loop für eine leistungsangepasste Stromregelung. Diese Energieanpassung hat zur Folge, dass durch die Leistungsregulierung hohe Lasten schnell mit viel Energie wie auch geringe Lasten langsam bei wenig Energie bewegt werden. Zusätzlich verbraucht der Motor, im Gegensatz zum Open-Loop-Modus, im Stillstand keine Energie. Ein weiterer Vorteil: Durch die effiziente Stromregelung entsteht weniger Verlustwärme im Motor, sodass dieser kühler bleibt.

Einmal eingestellt, dann direkt gesteuert

Eingesetzt wird die Steuerung Dryve D1 zum Beispiel beim Deltaroboter von Igus. Der Roboter basiert auf drei wartungsfreien Zahnriemenachsen Drylin E ZLW mit Schrittmotoren, schmiermittelfreien Igubal-Koppelstangen sowie passenden Adapterplatten. Die verwendeten Schrittmotoren mit Encoder ermöglichen das Handling von bis zu 1 kg schweren Teilen bei einer maximalen Abweichung von ± 0,5 mm. Der Delta­roboter ist in zwei Größen erhältlich: mit einem Arbeitsraum- durchmesser von entweder 360 oder 660 mm. Das komplette System kann bei niedrigen Geschwindigkeiten bis zu 5 kg tragen. Drei Steuerungen Dryve D1 ermöglichen es, die Low-Cost-Automationslösung schnell und leicht einzurichten. Eine Konfiguration für eine Achse reicht aus. Diese kann gespeichert und direkt auf die anderen zwei Steuerungen übertragen werden. So lässt sich der Deltaroboter innerhalb weniger Minuten in Betrieb nehmen.

* Stefan Niermann ist Leiter des Geschäftsbereichs Drylin Linear- und Antriebstechnik bei der Igus GmbH in 51147 Köln

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