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Servoantrieb Neue Servomotoren sollen die Kosten an CNC-Maschinen drastisch reduzieren

Redakteur: Stefanie Michel

Num hat zwei neue bürstenlose Servomotorreihen für CNC-Maschinen vorgestellt, die durch den Wegfall des separaten Geberkabels erhebliche Einsparungen ermöglichen sollen. Pro Achse sei jetzt nur noch ein Motorkabel nötig. So kann die Verkabelung reduziert sowie die Installation und Inbetriebnahme beschleunigt werden.

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Die neuen bürstenlosen Servomotoren SHX und SPX besitzen eine integrierten Schnittstelle, die ein separates Geberkabel überflüssig macht.
Die neuen bürstenlosen Servomotoren SHX und SPX besitzen eine integrierten Schnittstelle, die ein separates Geberkabel überflüssig macht.
(Bild: Num)

Bei einer typischen High-End-CNC-Maschine mit 20 m Kabellänge pro Motor können die Kosten der Motorverkabelung durch die neuen Servomotorenreihen SHX und SPX um 20 % gesenkt werden, schätzt das Schweizer Unternehmen Num. Diese Antriebe sind in den Baugrößen 75, 95, 126 und 155 in jeweils drei verschiedenen Längen verfügbar.

Beide Reihen haben hohe Rotor-Massenträgheitsmomente, die für Vorschubachsen von Werkzeugmaschinen optimiert sind und verbinden damit laut Hersteller exzellente Dynamik mit hervorragendem Rundlaufverhalten – selbst bei sehr niedrigen Drehzahlen. Die Produktreihe SHX ist vor allem für kostensensible Anwendungen im Bereich 1,2 bis 20 Nm Dauerdrehmoment ausgelegt. Die SPX-Reihe zielt dagegen auf Anwendungen mit maximalem Leistungs-/Gewichtsverhältnis sowie hoher Schutzklasse (IP67) und bietet dafür 1,4 bis 23 Nm Dauerdrehmoment.

Servomotoren benötigen mit Servoantrieben nur eine Kabelverbinung für Betrieb

Zusammen mit der aktuellen Generation digitaler Servoantriebe Num-Drive X und der CNC-Plattform Flexium+ entwickelt, benötigen die bürstenlosen Servomotoren SHX und SPX nur eine einzige Kabelverbindung. Eine integrierte, digitale Schnittstelle ermöglicht sowohl die elektrische Leistung für die Geberversorgung als auch dessen Lagemesswerte auf nur zwei abgeschirmten Adern innerhalb des Motorleistungskabels zu übertragen. Dieser Ansatz bietet Maschinenbauern erhebliche Vorteile, so Num. Neben niedrigeren Verkabelungskosten ergeben sich kleinere und leichtere Kabelketten, die lästige Installation und Prüfung der Kabel benötigt wesentlich weniger Zeit und die verringerte Anzahl an Verbindungen verbessert die Zuverlässigkeit und die Störfestigkeit gegen elektromagnetische Störungen.

Derzeit bieten die bürstenlosen Servomotoren der Reihen SHX und SPX die Wahl zwischen digitalem Singleturn- oder Multiturn-Drehgeber mit mittlerer Auflösung und einer Genauigkeit von ±60 Bogensekunden. Zusammen mit der hochgenauen Steuerung (20 Bit) ermögliche diese Drehgeberauflösung sehr glatte interpolierte Bewegungsprofile und eine sehr genaue Drehzahleinstellung. Beide Drehgeber sind auch in einer Sicherheitsversion verfügbar, die SIL 2 der Norm zur funktionalen Sicherheit (EN 61800-5-2) erfüllt. Darüber hinaus entwickelt NUM derzeit eine Reihe hochauflösender 23-Bit-Drehgeber mit einer Genauigkeit besser ±45 Bogensekunden für Anwendungen, die eine ultragenaue Positionierung fordern.

Jedes Antriebsmodul kann viele Sicherheitsfunktionen enthalten

Die für die Maschinensicherheit verantwortlichen Konstrukteure sollen erheblich von der engen funktionellen Verzahnung der SHX/SPX-Servomotoren mit den Num-Drive X Servoantrieben profitieren. Jedes Antriebsmodul kann eine Vielzahl an Sicherheitsfunktionen zur Bewegungsüberwachung enthalten. Alle kritischen Systemoperationen werden von einer zentralen Sicherheits-SPS überwacht, die integraler Bestandteil der Flexium+ CNC ist. Der modulare Ansatz ist sehr kosteneffektiv, da er umfassende Sicherheitsfunktionen auf einzelnen Maschinenachsen mit einer minimalen Anzahl zusätzlicher Komponenten möglich macht.

In Standardausführung verfügen die SHX-Motoren über ein lackimprägniertes Gehäuse mit einer Dichtigkeit entsprechend IP64, die Wellendurchführung entspricht dabei IP54. Die SPX-Motoren verfügen über eine spezielle, korrosionsbeständige Beschichtung, womit sowohl Gehäuse als auch Wellendurchführung IP67 entsprechen. Für Anwendungen, die noch höhere Dichtigkeit der Wellendurchführung erfordern, können die Motoren durch den vorhandenen Druckluftanschluss mit Sperrluft beaufschlagt werden.

Alle bürstenlosen Servomotoren der Reihen SHX und SPX sind mit glatter Welle oder mit Passfeder verfügbar, einer elektrisch betätigten Permanentmagnet-Haltebremse (Option) und einer Auswahl unterschiedlicher Statorwicklungen. Sie sind für Umgebungstemperaturen bis 40 °C ausgelegt, bei Beachtung des entsprechenden Deratings sind auch höhere Temperaturen, bis 55 °C möglich.

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