Der Technologiewandel in der Fabrik lässt sich an der Antriebselektronik gut demonstrieren. Moderne Frequenzumrichter sind auf die Ansprüche der industriellen Digitalisierung angepasste Hightech-Geräte, die eine Vielfalt von Motoren ansteuern. Die Herausforderungen sind mannigfaltig; es geht um bestmögliche Spannungsregelung, stabile Drehzahlen, leistungsstarke Gerätekühlung bei extremer Belastung und vieles mehr. Zudem ist hohe Präzision gefragt, damit die Maschinen effizient und möglichst lange störungsfrei arbeiten können. „Doch jede Anwendung ist unterschiedlich“, betont Stephan Brittling, der das Familienunternehmen BMR zusammen mit seiner Mutter, Susanne Brittling, leitet. „Deshalb ist es unser Anspruch, den Kunden für ihre spezifischen Anforderungen immer das bestmögliche Gerät zu liefern.“
Frequenzumrichter bilden einen Meilenstein in der über 45-jährigen Firmengeschichte. Deren Entwicklung und Fertigung im Jahr 1990 als neue Produktsparte profitierte von der langjährigen Erfahrung des Firmengründers in der Elektronikfertigung und expandierte schnell. Heute verfügt BMR über ein breites Produktportfolio an Umrichtern verschiedener Baugrößen und Leistungsklassen, die einen modularen Baukasten bilden und kompatibel zu allen Vorgängermodellen sind. Das Leistungsspektrum umfasst statische Frequenzumrichtern für Motorspindeln im Leistungsbereich von 150VA bis 3,8kVA für Hochvolt- sowie Niedervolttypen. Dazu kommen weitere Produkte wie das Prozessvisualisierungssystem Motorview. „Eines unserer Markenzeichen sind maßgeschneiderte Komplettpakete“, erklärt Stephan Brittling. „Bei uns muss nichts zusätzlich gekauft werden. Von den Anschlussklemmen über den Brems-Chopper bis zur Montageplatte bei den kleinen Umrichtern ist alles an Bord – inklusive unseres kostenlosen Supports.“
Einheit von Klassik und Moderne
Der Kompaktumrichter SFU 0303 wurde 2009 speziell für die Anwendung in modernen Bearbeitungszentren konzipiert. Mit einer Nennleistung von 3,8kVA bei 230V Netzspannung erreicht er Drehzahlen bis 240.000U/min. Eine große Stärke des Geräts: Quer durch alle Leistungsbereiche wird im Zwischenkreis immer exakt die Spannung bereitgestellt, die für die benötigte Belastung und Drehzahl erforderlich ist. Das sorgt für eine präzise Anpassung an die jeweilige Anwendung, was sowohl die Laufkultur der Spindel verbessert, als auch deren Erwärmung reduziert. In den meisten Fällen lassen sich dadurch zusätzliche Komponenten wie Sinusfilter oder Ausgangsdrossel komplett einsparen. Für den Betrieb der Asynchron- und Synchron-Spindeln können 16 Parametersätze hinterlegt und am Display oder über die PC-Software ausgewählt werden.
Im Lauf der Jahre hat BMR den Umrichter kontinuierlich weiter entwickelt und verschiedene Ausführungen vorgestellt. So stehen dem Anwender neben sechs digitalen und zwei analogen Eingängen auch sechs Relais und zwei analoge Ausgänge zur freien Konfiguration zur Verfügung. Die Integration von Sensoreingängen für Drehgeber sowie Temperaturüberwachung (PTC, KTY, PT1000) verbessern die Steuerung und Überwachung des Systems. Der Vorteil bei der Ausführung im Schaltschrankgehäuse: Durch den außenliegenden Kühlkörper ist das Gehäuse spänedicht und schützt vor Verschmutzungen. Kühlung und Wärmeabfuhr erfolgen durch einen temperaturgesteuerten Lüfter. Die Geräte erfüllen hohe Sicherheitsvorgaben; von der automatischen Spindelbremsung bei Netz-Aus bei laufendem Betrieb, über kontrolliertes Abbremsen bis zum Stillstand bei Übertemperatur von Spindel oder Umformer bis zur sicheren Impulssperre nach Richtlinie EN954-1 K3 sowie STO.
Zuverlässige Antriebskomponente
Heute ist das Modell SFU 0303 in seinen verschiedenen Varianten ein Topseller des Unternehmens. Ein Beispiel für die Anwendung kommt von der Firma IPTE, einem Hersteller von Maschinen zur Leiterfertigung. In den Werken in Heroldsberg und im belgischen Genk ist der Umrichter seit vielen Jahren im Bereich Depaneling im Einsatz. Bei IPTE-Germany werden Test- und Produktionsgeräte für die Geschäftsbereiche Systeme, Montage und Test entwickelt und hergestellt. Für den in der Produktion benötigten Mehrspindelbetrieb überzeugte der Umrichter durch seine Zuverlässigkeit und die einfache Fernsteuerbarkeit der Spindelparameter über ein standardmäßig vorhandenes Interface. Bei Umschalten zwischen den Spindeln wird immer automatisch der zugehörige Parametersatz ausgewählt. Der integrierte Bremswiderstand ermöglicht sehr hohe Taktzyklen. Das ist entscheidend, um sehr steile Beschleunigungs- und Bremsrampen zu realisieren. Dazu kamen Vorgaben bezüglich geringer Erwärmung der Geräte sowie hochpräzises Start- und Stoppverhalten.
„Der SFU0303 ist eine Schlüsselkomponente in unseren Maschinen“, bekräftigt Mathias Schönlein, ehemaliger Produktmanager für Depaneling-Maschinen bei IPTE-Germany. „Mit seiner kraftvollen Ansteuerung und ausgezeichneten Regelcharakteristik hat er sich als Antrieb der Spindeln sehr bewährt.“ Zu den weiteren Anwendern des SFU 0303 zählen u.a. Bosch, Schaeffler, FAG Aerospace, Getech oder VHF-Elektronik als Hersteller von CNC-Fräsmaschinen.
Verfügbarkeit und Retrofit
Während das Innenleben des Umrichters von der Entwicklungsabteilung stets auf dem neusten Stand der Technik gehalten wird, sind die Abmessungen und Anschlüsse immer gleichgeblieben. Damit können die Kunden das aktuellste Gerät einsetzen ohne beim Einbau und der Handhabung Veränderungen vornehmen zu müssen. „Wir bringen mit unseren eins zu eins austauschbaren Ersatzgeräten SFU 0303/2 und SFU 0303/4 die Anlagen unserer Kunden auf den neuesten Stand“, bilanziert Geschäftsführerin Susanne Brittling. „Dabei erleichtern die vielen Konfigurationsmöglichkeiten den Austausch der Altgeräte der Baureihen SFU 0401 und SFU 0302. In der jüngsten Ausbaustufe ist auch STO integriert, wobei die Ausführung mit der Sicherheitsabschaltung mittels Impulssperre weiterhin im Angebot bleibt.“ Mittels spezieller Montagewinkel wird das originale Lochbild nachgebildet und der Umrichter ohne Nacharbeiten direkt montiert. Auf Anfrage wird er auch als spezifisch passendes Gerät geliefert, was Maschinenstillstandzeiten und Kosten beim Retrofit reduziert.
