Servoantriebe positionieren industrielle Schneidysteme
Folgendes Praxisbeispiel zeigt die Vorteile des Systems. Es handelt sich um einen XY-Tisch zum industriellen Schneiden von unterschiedlichen Materialien in einer Breite von 2m und einer Länge von ca. 8m. Dabei kommen verschiedene Schneidsysteme zum Einsatz, die jeweils entsprechend durch einen Servoantrieb kontinuierlich positioniert werden müssen. Insgesamt müssen fünf Achsen koordiniert werden. Davon werden drei Achsen interpoliert betrieben. Besonders bei Maschinen mit Schleppkabel sind die Vorteile des integrierten Antriebs spürbar. Wog das Schleppkabel bisher rund 4kg, konnte es durch Einsatz des integrierten Antriebs auf unter 0,5kg reduziert werden. Der integrierte Antrieb wiegt dabei kaum mehr als ein herkömmlicher Servomotor vergleichbarer Leistung, da die robusten und somit schweren Stecker am Motor entfallen. Damit ergibt sich bei gleicher \’Motorisierung\‘ ein verbessertes dynamisches Verhalten.
Bahnkurvensteuerung mit CANopen
Die durch CAN-Bus vernetzten Achsen werden mit einer Zykluszeit von 2 bis 4ms im \’Interpolated mode\‘ betrieben. Durch die zusätzliche Interpolation im integrierten Antrieb ergibt sich eine gute Bahngenauigkeit. Die sich in X-Richtung bewegende Brücke wird von zwei integrierten Antrieben sysnchron bewegt. Dafür ist die Generierung nur eines Sollwertes notwendig. Die interne Schleppfehlererkennung der integrierten Antriebe wird zur Überprüfung der Synchronität genutzt. Für die Steuerung ist somit nur eine Achse zu verwalten. Durch diese Konstruktion ist der Schaltschrank fast leer und kann somit in das Maschinenbett ohne zusätzlichen Aufwand integriert werden. Auch die bisher übliche Schrankkühlung kann entfallen. Das ist möglich, da die bisher von der Leis-tungselektronik erzeugte Wärme sich nicht mehr im Schaltschrank konzentriert, sondern über die Maschine verteilt abgegeben wird.
Digitale Eingänge frei konfigurierbar
Durch die frei konfigurierbaren digitalen Ein- und Ausgänge (EAs) konnte auf zusätzliche EA-Module in der Steuerung verzichtet werden. Die notwendigen Informationen werden vom integrierten Antrieb erfasst und über das Bussystem an die Steuerung weitergegeben. Da die Antriebe an verschiedenen Punkten der Maschine platziert sind, konnte im konkreten Fall auch der Verdrahtungsaufwand für die Sensoren verringert werden. Damit war der Weg frei für ein integriertes Steuerungs/HMI-System in Form eines Touchpanels. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Achsen wird über den standardisierten CAN-Bus mit CANopen-Protokoll durchgeführt. Viele Überwachungsfunktionen werden im integrierten Antrieb eigenständig ausgeführt und belas-ten die Steuerung somit nicht. Dazu gehören u.a. die Überwachung der Betriebsspannungen verschiedener Grenzwerte (Strom, Drehzahl, Position), des Gebersys-tems und der Temperatur von Motor und Elektronik. Da diese Werte bei Bedarf auch über das Bussystem zur Verfügung stehen, kann je nach Situation der gegebenenfalls kritische Parameter überwacht und ein Maschinenstillstand rechtzeitig verhindert werden.
