Motion Control Synapticon setzt neue Standards der Bewegungssteuerung im Maschinenbau

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Bis zu 500 Prozent höhere Leistungsdichte verspricht Synapticon mit dem neuen Somanet Integro: Waren die Produkte des Antriebsspezialisten bisher in Cobots oder AGV zu finden, soll jetzt auch der Maschinenbau davon profitieren.

Am 14. November 2023 um 12.00 Uhr war es soweit und Synapticon hat den Vorhang gelüftet, der seit der Automatica 2023 ein neues Produkt umhüllt hat: Erstmals wurde der Öffentlichkeit die neue Eigenentwicklung Somanet Integro präsentiert. Mit dieser komplett neuen Produktlinie tritt das Unternehmen in ein neues Marktsegment ein.

Bis dato hat Synapticon mit seiner Technologie vor allem die Hersteller von Cobots, AGVs und AMRs unterstützt, sodass sie ihre Produkte kompakter konstruieren, einfacher warten, mit mehr Sicherheitsfunktionen ausstatten, produktiver und energieeffizienter machen sowie schneller und günstiger produzieren konnten.

Erfahrungen aus der Robotik für den Maschinenbau nutzen

All diese Vorteile will Synapticon mit seinem neuen Integrated Motion Device Somanet Integro nun auch dem klassischen Maschinenbau zur Verfügung stellen. Das Unternehmen sieht dort einen großen Bedarf an einer entsprechenden Lösung – besonders durch die Trends in Richtung Elektrifizierung, Einsatz von Gleichstromversorgungen, reduzierte Versorgungsspannung, Mobilisierung von (dann batterie-basierten) Systemen, erweiterte funktionalen Sicherheit, vereinheitlichte Kommunikation und Dezentralisierung.

„Im vergangenen Jahr haben fast 60 Prozent der Maschinenbauer in Deutschland ihre Ausgaben für Forschung und Entwicklung erhöht, um weiterhin erfolgreich zu sein. Für die Zukunft erwarten über 50 Prozent weiterhin steigende Ausgaben für F&E. Mit Somanet Integro liefern wir nun ein Produkt, das Antworten auf viele der transformativen Trends bietet. Wir haben in den vergangenen Jahren in der Robotikbranche bewiesen, welchen Einfluss unser Technologieansatz hat“, berichtet Nikolai Ensslen, Gründer und CEO von Synapticon. „Unser Eintritt in die Branche der Maschinenbauer ist für uns ein immenser Schritt. Haben wir bisher mit Produkten wie Somanet Circulo vor allem den Robotikmarkt adressiert, der in Deutschland ein Volumen von knapp unter 3 Milliarden Euro hat, so peilen wir nun mit Somanet Integro einen Markt an, dessen Volumen in Deutschland nahezu 100 Mal so groß ist und in 2025 bei fast 300 Milliarden Euro liegen soll.“

Motion Control aus dem Schaltschrank holen´

Seit Jahrzehnten gilt im klassischen Maschinenbau der Schaltschrank als beinahe unverzichtbar, wenn es um die Bewegungssteuerung geht. Die Automatisierung mit anspruchsvoller Motion Control besteht laut Synapticon jeher aus diskreten Komponenten, die über lange Zeit hinweg prinzipiell unverändert geblieben sind. Grundlegende Verbesserungen seien daher sehr schwierig und teuer sowie stellenweise unmöglich.

Auf dem Weg zu leistungs- und wettbewerbsfähigeren Produkten haben Maschinenbauer aus Sicht von Synapticon heute u. a. mit den folgenden Herausforderungen zu kämpfen:

• Die Vielzahl benötigter, diskreter und sperriger Automationskomponenten mit geringer Leistungsdichte verschwenden Platz und mehr Energie als nötig.

• Zeitaufwendige Integration, Schaltschrankplanung und -bau sowie die Abstimmung der Komponenten aufeinander erhöhen Kosten und bremsen Innovationen.

• Niedrige Effizienz und nicht ausreichendes thermisches Management begrenzen die Leistung und damit die Einsatzmöglichkeiten insbesondere von existierenden, dezentralen Motion-Lösungen.

• Da sich dezentrale Antriebslösungen schlecht warten lassen, macht es sie für viele Maschinenbauer zu keiner sinnvollen Option.

• Präzision und Qualität sind von aufwendigen Produktionsverfahren für Motoren und Getrieben abhängig; die Möglichkeiten der Digitalisierung werden von traditionellen Komponenten nicht ausgeschöpft.

• Funktionale Sicherheit lässt sich meist nur durch Zusatzhardware realisieren, die die Konstruktion verkompliziert und die Kosten erhöht.

• Die wenigsten Automationskomponenten sind für den Einsatz in mobilen Systemen wie AGVs oder mobilen Manipulatoren geeignet, die immer mehr Bestandteil künftiger Produktionsanlagen und damit des Maschinenbaus werden.

„Es liegt auf der Hand, dass im Maschinenbau ein dringender Bedarf an sichereren, effizienteren und kostengünstigeren Lösungen zur Bewegungssteuerung besteht, die zu attraktiven Kosten in Massenproduktion hergestellt werden können“, bilanziert Ensslen. „Mit Somanet Integro präsentieren wir eine vollständig integrierte Servolösung, einschließlich hochauflösender Multiturn-Positionssensoren, Safe-Motion-Option und einer perfekten mechanischen Integration in Standard-Industrie-Servomotoren. Der ‚Point of Motion’ wird nun neu definiert, indem proprietäre digitale Technologie genutzt wird, die es ermöglicht, das volle Potenzial der Kombination moderner Hard- und Software für eine deutlich effizientere Automatisierung auszuschöpfen.“

Leistungsfähiges Gesamtsystem für die Integration

Die neue Lösung von Synapticon kombiniert auf die typische Art der Integrated-Motion-Devices den Servoantrieb, einen hochauflösenden, batteriefreien Multiturn-Geber, funktionale Sicherheit sowie eine leistungsfähige Lösung für die mechanische und thermische Integration mit Servomotoren.

Die auch als Integrated Servo Solution bezeichnete Lösung bietet nach eigenen Angaben folgende Vorteile:

• Ermöglicht eine zwischen 90 und 500 Prozent höhere Leistungsdichte im Vergleich zu bestehenden integrierte Motoren;

• Kein Derating: Der integrierte Motor liefert die gleiche Leistung wie der gleiche Motor mit externem Servoantrieb;

• Kein zusätzlicher Platzbedarf: Servoantrieb innerhalb des Platzes, der normalerweise von der Verkabelung oder dem Positionsrückmelder eingenommen wird;

• In 10 Sekunden Montage und Austausch der Elektronik ohne Steckverbinder möglich;

• Integrierter, hochgenauer, batterieloser Multiturn-Geber;

• Fortschrittliche funktionale Sicherheit inkl. Safe Motion Funktionen und sicherem Feldbus;

• Universelle Feldbusschnittstelle (Ethercat, Profinet, Ethernet/IP, CAN und bereit für zukünftige Erweiterungen);

• Passt zu jedem industriellen Servomotor mit 50 bis 100 mm Flanschgröße.

Bis zu 500 Prozent höhere Leistungsdichte als bestehende Lösungen

Die Somanet-Integro-Reihe realisiert ein patentiertes, optimiertes thermisches Endstufen-Design und Integrationskonzept. In Kombination mit Synapticons proprietärer, modellprädiktiver Stromregelungstechnologie, die Schaltverluste um mehr als 50 Prozent reduziert, werden erstmals integrierte Motoren ermöglicht, die bei der gleichen Größe dauerhaft das gleiche Leistungsniveau realisieren können, wie schaltschrankbasierte, separierte Servosysteme, die aktiv gekühlt werden müssen.

„Trotz seines extrem kompakten Designs liefert Somanet Integro ein Vielfaches an Leistungsdichte im Vergleich zu bestehenden integrierten Servomotoren. Erste Tests belegen eine Steigerung von bis zu 500 Prozent. Ein solches Maß an Effizienz und thermischem Management ist unerreicht“, erläutert Ensslen. „Dieses neue Integrated Motion Device liefert die notwendigen Voraussetzungen für Fortschritte in der Automatisierung, modernere Maschinen und kosteneffizientere Robotik. Dezentrale Antriebstechnik ist zum ersten Mal bereit, das klassisch separierte Pendant kompromisslos zu ersetzen. Man kann das durchaus als eine Revolution bezeichnen.“

Die technische Fakten zusammengefasst:

• Für Servomotoren bis 2 kW Dauerleistung geeignet;

• Maximaler Strom: 60 und 120 Aeff;

• Spannungsbereich: 24 bis 60 VDC;

• Bus-Schnittstellen: Ethercat, Ethernet/IP, Profinet, CAN;

• Integrierter Encoder: 12-21 Bit absoluter Multiturn;

• Sicherheitsstandards: STO, SBC, Safe Motion (Option) mit FSoE, SS1, SS2, SOS, 4 × SLS, Sichere Prozessdaten für Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, alle auf SIL3;

• Schutzklasse: bis IP69;

• Stecker-Optionen: M12 + M8 sowie Y-Tec/I-Tec Single Cable Ple Cat. 3.

Entwicklungsmuster der Somanet-Integro-Reihe sind für den breiten Markt ab dem 2. Quartal 2024 verfügbar, der Serienstart ist dann für das 4. Quartal 2024 geplant.

Synapticon auf der SPS 2023: Halle 4, Stand 261

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