Offene Schnittstellen ermöglichen es, verschiedene Antriebsysteme unabhängig von deren Hersteller und den eingesetzten Feldbussen nahtlos zu integrieren. Das schafft eine höhere Flexibilität und Skalierbarkeit von Anwendungen, da Antriebe jederzeit ausgetauscht oder ergänzt werden können, ohne dass die gesamte Applikation angepasst werden muss. Dadurch können Maschinenbauer ihre Systeme effizient an wechselnde Marktbedingungen und Kundenanforderungen anpassen, was insgesamt die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit steigert.
Bachmann Electronic bietet mit der Drive Middleware (DMW) eine Lösung, die diese Herausforderungen meistert und gleichzeitig den Entwicklungsprozess beschleunigt. Die DMW basiert auf der IEC61800-7 und bietet eine offene Schnittstelle zur Antriebstechnik. Sie übernimmt die Übersetzung vom logischen Antrieb mit einem herstellerübergreifenden Standardprofil auf den jeweiligen physischen Antrieb. Dabei kapselt sie die herstellerspezifische Logik zur Antriebsansteuerung, wodurch die Unabhängigkeit der Applikationen von spezifischen Antrieben gewährleistet wird. Die Lösung ermöglicht somit die Wahl eines Antriebs, der passend auf die speziellen Anforderungen abgestimmt ist, unabhängig vom Busprotokoll oder dem Antriebshersteller.
Auch die Programmierung von Motion-Applikationen ist herstellerunabhängig. Vorgefertigte Antriebsbeschreibungen vereinfachen die Inbetriebnahme und die Integration in die Bachmann-Regler M-SMC, M-Shaft und M-CNC ist gekapselt. Das bedeutet, dass die interne Logik, die erforderlich ist, um einen Antrieb von einem bestimmten Hersteller zu steuern, nicht direkt sichtbar oder zugänglich für den Entwickler ist. Statt die komplexen, herstellerspezifischen Details zu kennen, kann der Entwickler einfach eine standardisierte Schnittstelle verwenden, um den Antrieb zu steuern. Das vereinfacht die Programmierung und reduziert die Entwicklungszeit.
Zudem ermöglicht die Integration in M-Target for Simulink eine modellbasierte Entwicklung. Das mit Matlab Simulink entwickelte Steuerungs- und Regelungsprogramm wird am PC-Arbeitsplatz gegen ein multiphysikalisches Simulationsmodell getestet. Per Mausklick wird anschließend Code für die Steuerung generiert, auf die CPU übertragen und dort als eigenständige Applikation gestartet. Damit diese direkte Applikationsgenerierung funktioniert, muss die Verbindung zu den Ein- und Ausgängen des Automatisierungssystems im Steuerungsprogramm verankert sein. Bachmann stellt hierfür eigene Blöcke in Form einer Bibliothek zur Verfügung.
DMW in der Anwendung
Neu unterstützt wird der ein- oder dreiphasige Antriebsverstärker CMMT-AS von Festo zur Ansteuerung von Servomotoren. Dorst Technologies nutzt diesen Typ zur exakten Vermessung gepresster Bauteile. Hierbei wird ein Messtaster durch zwei Festo-Antriebe in x- und y-Richtung bewegt. Beide Achsen werden über Bachmanns M-SMC entlang der gewünschten Bewegungsbahn verfahren. „Durch die Nutzung der bereitgestellten Motion-Funktionalität sparen wir viel Entwicklungszeit. Zudem ermöglicht uns die Drive Middleware, dass wir den vom jeweiligen Kunden bevorzugten Antriebshersteller einsetzen, ohne die Applikation ändern zu müssen“, erklärt Kilian Abeltshauser, Software-Entwickler bei Dorst. „Wir erstellten initial ein Template mit den wichtigsten Befehlen wie Ziel- und Geschwindigkeitsvorgabe oder Tipp-Betrieb. Für neue Applikationen müssen diese getesteten Codeteile nur noch rekombiniert werden. So sind völlig unterschiedliche Applikationen unter Berücksichtigung des vom Kunden gewünschten Antriebsherstellers in kurzer Zeit umsetzbar.“
Der ebenfalls ein- oder dreiphasig angeschlossene Antriebsverstärker LXM32M von Schneider Electric wird nun ebenfalls neu von der DMW unterstützt. FoamaTec nutzt diesen Antriebstyp z.B. zur Positionierung der Schließeinheit einer Partikelschaummaschine, mit der Verpackungen hergestellt werden. Die Form wird über zwei synchron verfahrende Ethercat-Antriebe geschlossen, bevor Partikelschaum eingebracht, erhitzt und verfestigt wird. „Die Antriebe müssen absolut synchron laufen, sonst würden Form und Maschine zerstört“, betont Eugen Laubach, Geschäftsführer von FoamaTec. Die Betätigung der Schließeinheit erfolgt hierbei über Kniehebel, wodurch sich das Drehmoment über den Verfahrweg nicht linear ändert. Dazu benötigt man ein absolut zuverlässiges Echtzeitsystem, das präzise auf die unterschiedlichen Drehmomentanforderungen reagieren kann. „Mit der Steuerung von Bachmann ist das kein Problem. Durch das synchrone Verfahren mit dem neuen Antriebstyp können wir jetzt mit großformatigeren Produkten ein neues Marktsegment bedienen. Und mit der Drive Middleware wurden nur einige wenige Handgriffe benötigt, bis das System mit dem neuen Antrieb funktioniert hat“, so Laubach weiter.
Der dritte neue Antriebsverstärker wird von Yaskawa produziert. War bisher nur die 230V-Variante des Ethercat-Antriebs SGD7S in der DMW integriert, wird nun auch die größere Variante mit 400V Spannung unterstützt, die schwere Massen bewegen kann. Dieser Verstärker kommt ebenfalls bereits bei Dorst Technologies in Metallpulverpressen zur Anwendung. Hier wird etwa der Füllschuh laut einem parametrierbaren Bewegungsprofil elektrisch verfahren. Das erlaubt eine homogene Befüllung von Matrizen mit Metallpulver und ermöglicht so die Produktion von Bauteilen in stets gleicher Qualität, selbst bei besonders komplexen Pressformen.
Flexibel reagieren
Die DMW bietet eine einheitliche, herstellerunabhängige Schnittstelle, die die Entwicklung und Integration von Motion-Applikationen vereinfacht. Sie beschleunigt die Basisautomatisierung und reduziert die Inbetriebnahmezeit, wodurch die Flexibilität und Effizienz in der Antriebstechnik gesteigert werden. Die DMW ist bereits in verschiedenen Anwendungen umgesetzt und hat dabei in unterschiedlichen Branchen große Vorteile gezeigt. Durch ihre Fähigkeit, Antriebe verschiedener Hersteller nahtlos zu integrieren, bietet sie eine hohe Anpassungsfähigkeit und ermöglicht es, flexibel auf wechselnde Marktbedingungen und Kundenanforderungen zu reagieren.
