Im Kontext mit vernetzter Industrie spielt die Antriebstechnik eine wichtige Rolle, schließlich ist ohne mechanische Kraft keine Automatisierung denkbar. Für Motoren und Steuerungen hat der neue Ansatz weitreichende Konsequenzen: Dezentrale Intelligenz und die Fähigkeit zur Echtzeitkommunikation mit der übergeordneten Prozessleittechnik über Feldbussysteme wie Ethercat sowie Flexibilität bei den Einsatzmöglichkeiten heißen heute die Anforderungen an zukunftsfähige Antriebssysteme. Darauf abgestimmt hat Faulhaber eine neue Generation von Motion Controllern entwickelt.
Für unterschiedliche Anwendungen
Wie schon die bestehenden und auch weiterhin verfügbaren Produkte, ist auch die Generation V3.0 passend auf die DC-Kleinstmotoren aus dem eigenen Portfolio abgestimmt, aber nicht darauf begrenzt. Über Schnittstellen wie RS232, USB, CANopen oder Ethercat können die neuen Geräte in verschiedene Umgebungen integriert werden. Besonderer Wert wurde zudem auf eine einfache und leichte Inbetriebnahme gelegt. So steht eine verbesserte Anwendersoftware zur Verfügung; den elektrischen Anschluss erleichtern ein durchgängiges Steckerkonzept und ein vollständiger Satz an Zubehörleitungen. Für die schon bisher stark vertretenen Anwendungen und autarken Einsatzgebiete ohne übergeordnete Steuerung gibt es eine neue leistungsfähigere und trotzdem einfach anzuwendende Programmierumgebung. Zudem bieten Hard- und Software bei Bedarf Erweiterungsmöglichkeiten und können wie bisher auch kundenspezifisch angepasst werden. Da die Aufgaben und Einsatzumgebungen von Kleinstmotoren und den dazu gehörenden Steuerungen sehr komplex und verschieden sind, gibt es drei unterschiedliche Gerätezuschnitte: Die Motion Controller MC 5005 und MC 5010 mit Gehäuse und Steckanschlüssen sind für den Einsatz im Schaltschrank oder in Geräten konzipiert. Dazu können die Produkte zum komfortablen Einbau sowohl direkt als auch mittels Montagehilfsmitteln wie z.B. Hutschienenadapter montiert werden. Kombinationen aus Servomotoren und integriertem Motion Controller sind bereits vorkonfiguriert und erlauben den Einsatz direkt im Automatisierungsumfeld. Angeschlossen werden sie über Rundstecker gemäß Industriestandard. Ein intelligentes Baukastensystem ermöglicht die Integration diverser bürstenloser und bürstenbehafteter DC-Servomotoren in ein einheitliches Gehäuse. Der Motion Controller MC 5004 als offene Steckkarte ist für den Einbau in vorhandene Gehäuse ausgelegt. Ein optional verfügbares Motherboard erleichtert den Einstieg in mehrachsige Anwendungen.
Gemeinsame Basis und Software
Alle Ausführungen nutzen die gleiche Technikbasis, bieten die gleichen Schnittstellenoptionen, dieselbe Bedienphilosophie und die gleiche Funktionalität. Für nahezu alle denkbaren Applikationen steht damit eine passende Lösung bereit und Anwender aus unterschiedlichen Bereichen können von den flexiblen Anschlussmöglichkeiten, Betriebsarten und Regelungsmöglichkeiten profitieren. In neuem Look&Feel präsentiert sich der Motion Manager in der Version 6, der wie bisher kostenlos zum Download angeboten wird. Bekannte Funktionen wie die grafische Analyse von internen Signalen wurden weiterentwickelt. So stehen jetzt auch ein Software-Oszilloskop für Vorgänge direkt im Regler sowie viele andere Funktionen über grafische Dialoge direkt zur Verfügung. Durch die Assistenzfunktionen zum Verbindungsaufbau, der Motorauswahl und der Reglerkonfiguration ist die erste Inbetriebnahme nach wenigen Minuten erledigt. Weitere grafische Dialoge unterstützen den Anwender bei der Feinabstimmung der Applikation und beim Test der verschiedenen Betriebsarten. Diagnosefunktionen erlauben die laufende Überwachung des Antriebs. Die Verbindung zum Motion Controller ist dabei ohne Einschränkung sowohl über USB, RS232 oder CANopen möglich. Über Visual Basic können Bedienabläufe z.B. für die Inbetriebnahme oder für wiederkehrende Tests automatisiert werden. Neu ist auch die Projektverwaltung, die die Einstellungen und Daten eines Antriebs in einem Projektfile zusammenfasst und damit die Versionierung und Pflege vereinfacht.
Neue Funktionen und höhere Dynamik
Die in den Controllern integrierten Funktionen erleichtern dem Anwender den Umgang mit der Technik und schaffen flexible Einsatzmöglichkeiten. An den Motion Controller MC 5010, MC 5005 und MC 5004 lässt sich der jeweilige Motortyp einstellen, Anwender können also frei wählen, ob ein DC-Kleinstmotor, ein bürstenloser DC-Servomotor oder ein linearer DC-Servomotor angesteuert werden soll. Für die integrierten Servoantriebe ist der entsprechende Motor dagegen werksseitig bereits vorkonfiguriert. Wahlweise können dann Position, Geschwindigkeit oder Strom (Drehmoment oder Kraft) geregelt werden. Unterstützt werden dabei auch die für den synchronisierten Betrieb mehrerer Achsen üblichen Cyclic Modes CSP, CSV und CST aus dem CANopen- oder Ethercat-Umfeld. Über den integrierten Profilgenerator können alternativ Punkt-zu-Punkt-Bewegungen an die Dynamik der Anwendung angepasst werden, so sind auch komplexe Profile umsetzbar. Zusätzlich sind Position, Geschwindigkeit oder der Strom aber auch über analoge Vorgaben unabhängig vom Feldbus regelbar. Vielfältige Varianten für Referenzfahrten über Referenz- und Endschalter stehen ebenfalls zur Verfügung. Erstmalig ist als Standard auch eine Referenzierung an einem mechanischen Anschlag integriert. Durch eine neue Reglerstruktur konnte außerdem die Dynamik gegenüber den Vorgängerprodukten erhöht werden. Für den Schutz der Motoren und der Elektronik insbesondere im hochdynamischen Betrieb sorgen thermische Modelle für die Motorwicklung und die Leistungselektronik.
Geberschnittstellen und Digitaleingänge
An der Motorschnittstelle stehen im Standard jetzt zwei Geberschnittstellen zur Verfügung, an die optische bzw. Inkrementalgeber, Absolutwertgeber (12Bit AES/BiSS, 12Bit SSI) oder die im Motor integrierten digitalen bzw. analogen Hall-Sensoren angeschlossen werden können. Bei den Hall-Sensoren beträgt die Auflösung 4096 Inkremente pro Umdrehung, also ebenfalls 12Bit. Zusätzlich können jetzt auch analoge oder PWM- Signale als Positions- und Geschwindigkeitsrückmeldung genutzt werden. Wie bisher sind dabei auch zwei Sensoren verwendbar, um Geschwindigkeit und Position getrennt zu erfassen. Die Motion Controller der Generation V3.0 bieten bereits im Standard mindestens drei Digitaleingänge, zwei flexibel verwendbare analoge Eingänge und zwei digitale Ausgänge, über die jetzt auch Haltebremsen direkt angesteuert werden können. Über die Eingänge lassen sich wie bisher auch ein weiterer Referenz-Encoder für Positionsvorgaben (Gearing-Mode) oder ein Puls/Dir-Signal zur Vorgabe der Position anschließen. Alternativ kann die Bewegung des Antriebs über einen Referenz-Encoder und den Touchprobe-Eingang auf eine laufende Bewegung aufsynchronisiert werden. Die Sollwertvorgabe ist über Feldbus, USB-Schnittstelle, diskrete I/Os oder Ablaufprogramme möglich. Dabei sind bis zu acht in Basic geschriebene Ablaufprogramme in den Motion Controllern speicherbar; eines davon kann als Auto-Start-Option gewählt werden.
Gut vernetzt
Auch in Bezug auf die Kommunikation erfüllen die Motion Controller moderne Ansprüche: So stehen für unterschiedliche Aufgaben insgesamt vier Schnittstellen zur Verfügung. Die Konfiguration geschieht beispielsweise über die USB-Schnittstelle. Für die Anbindung an die Automatisierungstechnik sind RS232 und CANopen als Standard vorgesehen. Zusätzlich gibt es dann noch Ethercat mit CoE (CANopen over Ethercat) als Option. Dabei gilt: Alle Funktionen und Betriebsarten sind über alle Schnittstellen verfügbar und die Konfiguration ist angelehnt an das CANopen-Servo-Drive Profil (CiA 402). Die Motion Controller sind für den industriellen Einsatz ausgelegt. Die Gehäuseversionen erfüllen die Anforderungen der Schutzart IP40, die integrierten Systeme die der Schutzart IP54. Der Anschluss erfolgt über robuste Steckverbinder. Die gehäusten Controller sind ausgelegt für eine Motorversorgung von 0 bis 50V; die Spannungsversorgung für die Elektronik liegt zwischen 12 und 50V. Der Dauerstrom wird mit 5 bzw. 10A angegeben, wobei Spitzenströme von 15 bzw. 30A möglich sind. Die Controller eignen sich für Drehzahlbereiche von 0 bis 30.000U/min (Motoren mit Sinus-Kommutierung) bzw. 0 bis 60.000U/min (Motoren mit Blockkommutierung). Damit stehen für die unterschiedlichen Anwendungen intelligente, leistungsfähige Antriebssysteme zur Verfügung, die sich gut in moderne Automatisierungslandschaften integrieren lassen und dabei einfach zu bedienen sind.
Die Faulhaber-Gruppe mit ihren 1.700 Mitarbeitern ist spezialisiert auf Entwicklung, Produktion und Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu 200 Watt Abgabeleistung. Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren, DC Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. Die Marken der Faulhaber-Gruppe gelten weltweit als Zeichen für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik, Bestückungsautomaten, Präzisionsoptik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie Robotik. Vom Mikroantrieb mit 1,9mm Durchmesser bis zum leistungsstarken 44-mm-DC-Kleinstmotor kombinierbar mit verschiedenen Präzisionsgetrieben, bietet das Unternehmen zuverlässige Systemlösungen für eine Vielzahl von Anwendungen.
