Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Publireportage: Ausgabe 12/2019, 10.12.2019

Die smarte Servo-Achse für eine effektive und flexible Produktion

Lenze schnürt ein Kraftpaket für zukunftsweisende Servo-Anwendungen. Massstäbe setzt die Lösung in der einfachen Handhabung.

Mit höherem Automationsgrad und zunehmender Flexibilisierung der Produktionsprozesse steigt die Zahl der Achsen, die gesteuert und synchronisiert werden müssen, kontinuierlich an. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig zu einer höheren Komplexität und geringeren Handhabbarkeit führen. Ob in der Produktionsstrasse Teebeutel befüllt, Blisterverpackungen geformt oder Brötchen gebacken werden, ob der Roboter stupide Bewegungen zu verrichten hat oder je nach angeliefertem Stückgut unterschiedliche Aufgaben abarbeitet: die neue Servo-Achse des Spezialisten für Maschinenautomatisierung Lenze, findet überall ihre Berechtigung. Sie ist einfach zu implementieren, bietet die nötigen Freiräume bei der Anwendung und wirkt sich positiv auf die Effektivität und Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse bis hin zur Losgrösse 1 aus.

Kompakt und skalierbar
Das neue Kraftpaket in Sachen Servo-Achse besteht aus drei völlig neu entwickelten Komponenten. Dem Servo-Inverter «i950», dem Synchronmotor «m850» und dem Planetengetriebe «g700». Antrieb und Getriebe sind für Maschinenaufgaben mit mittlerer Dynamik, hoher Laufruhe und grosser Präzision ausgelegt. Hauptanwendungsgebiete sind unter anderem Positionieraufgaben, Handling- und Montage-Applikationen, Robotik, Verpackungsmaschinen und Förderantriebe. Aufgrund der guten Skalierbarkeit kann das Gespann einen extrem hohen Einsatzbereich abdecken und ist dabei wirtschaftlich sehr attraktiv. Das g700 ist in 14 Varianten verfügbar, als ein-, zwei- oder dreistufiges Planetengetriebe in fünf Baugrössen mit Übersetzungsintervallen von 3,0-8,0 bis 64,0-512,0. Der Motor kommt in insgesamt neun Varianten, in drei unterschiedlichen Baugrössen mit jeweils drei unterschiedlichen Leistungsklassen, die von 2,0 kW bis 9,2 kW reichen. Sowohl Motor als auch Getriebe sind besonders kompakt aufgebaut. Lenze schätzt, dass etwa 80 Prozent der Maschinenbauer, die Bedarf an Servo-Synchronmotoren mit mittlerer bis hoher Performance haben, Lösungen auf Basis des m850 einsetzen werden.

Zukunftssichere Steuerung
Ein echtes Powerpaket stellt der Inverter i950 dar. Seine Rechenleistung und der integrierte EtherCAT-Port ermöglichen es, auch mehrere Achsen mit grosser Geschwindigkeit synchron zu steuern und damit komplexe Aufgaben zu erledigen. Beispielsweise in der Intralogistik, in der Automobilindustrie und speziell im Bereich Converting und Handling. Hier nimmt die Zahl der Achsen mit der Flexibilisierung der Produktion – bis hin zur Losgrösse 1 – kontinuierlich zu. Die Adaption der unterschiedlichen Aufgaben und Konzepte in der Industrie-Automation erfordert jedoch nicht nur schiere Rechenpower, sondern auch eine Funktionsvielfalt, die in der Entwicklung, bei der Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb OEM und Anwendern zugute kommt. Insbesondere in Hinblick auf die Entwicklung zu Industrie 4.0 steigen die Anforderungen an die Intelligenz der Steuerungen. Der i950 ist darauf bereits ausgelegt.

Parametrieren, programmieren, steuern
Mit seinen drei unterschiedlichen Betriebsmodi ist der i950 jedem Einsatzszenario gewachsen. Er kann frei programmiert werden oder unter einer CiA402-Motion-Steuerung als Stellantrieb dienen. Die häufigste Betriebsart dürfte jedoch die Nutzung der intergierten FAST-Technologie-Anwendungen sein. Diese Module bilden einen breiten Funktionsumfang ab, den der OEM nicht mehr selbst programmieren muss, sondern einfach über das Setzen von Parametern nutzen kann. Das Inbetriebnahme-Tool «EasyStarter» liefert dazu eine intuitive grafische Parametrier-Oberfläche, die das Handling erleichtert. Damit können auch Techniker mit einem geringeren Ausbildungsstand die Inbetriebnahme problemlos abwickeln. Lenze trägt damit dem Umstand Rechnung, dass beim OEM aufgrund des Fachkräftemangels oft nur noch in bestimmten Projektphasen Ingenieure eingesetzt werden, beispielsweise bei der Programmierung oder später bei der Prozessoptimierung und Maschinenabnahme.

Flexibel anpassbar
Die FAST-Module können auf Basis von IEC 61131-3 in der Lenze-eigenen Programmierumgebung «PLC Designer» vom OEM noch selbst erweitert oder kundenspezifisch angepasst werden. Diese Programmierung wird auf SD-Card gespeichert und ist bei der Inbetriebnahme ebenfalls über die grafische Bedienoberfläche zugänglich. Der EasyStarter stellt die hinzugekommenen Funktionen in Form einer Zusatzparameter-Liste bereit. So bleibt auch bei individuell angepassten Lösungen das einfache Handling der grafischen Nutzeroberfläche erhalten.

Auf der anderen Seite ist auch die freie Programmierung – mittels IEC 61131-3 nach PLCopen – eine Option, die dem OEM mit dem i950 offen steht. Insbesondere die Flexibilisierung der Produktion, mit individuell anpassbaren Produkteigenschaften, stellt eine Herausforderung dar. Diese kann wirtschaftlich nur betrieben werden, wenn die Produktion sich automatisiert anpasst und ein manuelles Umrüsten vermieden wird. OEMs sind daher gefordert, modulare Fertigungskonzepte umzusetzen. Dies schlägt sich auch in der Software-Erstellung nieder.
Besonders effektiv kann der OEM entwickeln, wenn er einzelne Module immer wieder verwenden kann – auch bei der Software. Der Servo-Inverter i950 verwirklicht diesen Ansatz: er kann bereits früher entwickelte Software von Servos und Controllern verarbeiten. Und auch künftige Modelle werden eine gemeinsame Plattform bilden, auf der einmal erstellten Software ohne grosse Anpassungen wiederverwendet werden kann.

Lenze Bachofen AG
Ackerstrasse 45, 8610 Uster
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Dank One Cable Technology (OCT) lassen sich Material- und Inbetriebnahmekosten deutlich senken. (Bild: Lenze)