Servoverstärker

Ein Servoverstärker als All-in-One-Lösung

Ein Servoverstärker als All-in-One-Lösung

Ein Servoverstärker als All-in-One-Lösung

Ein Servoverstärker als All-in-One-Lösung

Ein hochdynamischer Servoverstärker mit der Power eines Industrie-PCs: Der SD3 von Sieb & Meyer überzeugt unter anderem mit einer integrierten Motion- bzw. Applikationssteuerung. Die Lösung erlaubt kundenspezifische Entwicklungen, die bezüglich Bauraum, Funktion, Performance und Kosten optimiert sind. Für Hersteller z.B. von Servohubsystemen ist auch der hohe Integrationsgrad des Servoverstärkers ein Vorteil: Dank der zur Verfügung stehenden Schnittstellen kann auf externe Auswerteelektroniken wie Kraftsensoren verzichtet werden.

Der Servoverstärker SD3 ist eine umfassende Lösung für komplexe autarke Antriebsaufgaben, die sich kundenspezifisch flexibel anpassen lässt und somit eine flexible und kosteneffiziente Entwicklung ermöglicht. Sie besteht neben der Gerätehardware aus einem Software Development Kit (SDK), das dem Systemhersteller durch Tools und Funktionsbibliotheken eine schnelle und effiziente Programmierung seiner Applikationssoftware ermöglicht. Dank der offenen Systemarchitektur lassen sich nahezu alle Steuerungs-, Antriebs- und Visualisierungsaufgaben lösen.

Zukunftssicher und individuell

Zusätzlich profitieren SD3-Anwender von vielfältigen Softwarefunktionen für Benutzerschnittstellen, Statistiken, Kameraintegration, Kommunikation sowie Datenspeicherung. Über ein USB-angesteuertes Operator-Panel lässt sich eine gute Visualisierung des Prozesses und ein leicht verständliches User-Interface erzeugen. Nicht zuletzt bietet der SD3 durch die Integration eines OPC-UA-Servers eine zukunftsorientierte Plattform, um Anwendungen im Bereich Industrie 4.0 bzw. Industrial Internet of Things (IIoT) bereits heute zu unterstützen.

„Servoverstärker werden häufig zur Realisierung von Bearbeitungsprozessen eingesetzt, bei denen ein Großteil des Know-hows im Bewegungsprofil und der Auswertung von Prozessgrößen liegt“, erläutert Torsten Blankenburg, Vorstand Technik der Sieb & Meyer AG. „Mit dem SD3 stellen wir unseren Kunden eine individuelle Lösung inklusive eines geschützten Applikationsbereichs zur Verfügung.“ Dank der mitgelieferten Funktionsblöcke kann sich der Kunde auf seine Kernkompetenz fokussieren, während die prozessrelevante Applikationsprogrammierung eine Differenzierung vom Wettbewerb erlaubt. Die getrennte Aufgabenteilung im Entwicklungsprozess ermöglicht zusätzlich ein schnelleres „Time to Market“.

Einsatz in Servohubsystemen

Ideal geeignet ist der SD3 z.B. für das servomotorische Schrauben, Pressen oder von servomotorischen Hebeeinrichtungen. Er kommt unter anderem in den Servohubsystemen eines amerikanischen Anbieters zum Einsatz, die Arbeitern in Produktionsumgebungen beim Heben schwerer Lasten helfen. Der Servoverstärker SD3 von Sieb & Meyer trägt dazu bei, dass die Hubwerke hohen Anforderungen bezüglich Präzision, Schnelligkeit und nicht zuletzt Sicherheit gerecht werden können. Seine offene Systemarchitektur erlaubt es dem Hersteller, den Servoverstärker zu einer maßgefertigten All-in-One-Lösung weiterzuentwickeln: Der Open-Source-Charakter ermöglicht eine außergewöhnliche Freiheit bei der Erstellung speziell zugeschnittener Funktionen. Die Linux-basierte Umgebung bietet Potenziale, die in vielen anderen Plattformen nicht realisierbar sind. Optionsmodule bieten aus Hardware-Sicht das Potenzial für weitere Anpassungen und Upgrades.

So bietet Sieb & Meyer ein Optionsmodul für die Auswertung von zwei Transducern (Drehmomentaufnehmern) an. Sie ermöglichen die direkte Auswertung von aktiven und passiven Drehmomentaufnehmern, sodass der Systemhersteller auf teure externe Auswerteelektroniken verzichten kann. Durch die direkte Integration im Servoverstärker und dem Applikationsprogramm wird gleichzeitig auch die Auswertegüte verbessert, da die Auswertung im Systemtakt ohne zusätzliche Latenzzeiten erfolgt. Dies spart Kosten auf der Hardwareseite und ermöglicht die Applikationsprogrammierung auf nur einem System. Zusätzlich lässt sich dank einer Hiperface DSL-Motor-Feedback-Schnittstelle der Motor mittels Einkabeltechnologie anbinden, was zum einen Kosten spart und zum anderen das Handling der oftmals handgeführten Systeme erleichtert.

Weiterentwicklung für Anwendung in Hubwerken

Damit aber nicht genug – für Einsatz des SD3 in den Servohubwerken hat Sieb & Meyer erst kürzlich eine zusätzliche, spezielle Funktion entwickelt: Der Servoverstärker ermöglicht nun, zwischen Drehmoment- und Drehzahlbetrieb „on the fly“ umzuschalten. Diese regelungstechnische Herausforderung besteht in Hubsystemen für die Materialhandhabung. Konkret handelt es sich um ein Szenario in der Fertigung, in dem ein Wagen horizontal auf einem Schienensystem rollt. Er transportiert eine hängende Last mit variablem Gewicht – beispielsweise ein Getriebe, das an einem Motorblock montiert werden soll. Das System erkennt automatisch den Zeitpunkt, wenn die beiden Komponenten aufeinandertreffen, sprich die Last auf einen Widerstand stößt.

Nun muss der Wagen möglichst sanft zum Stillstand kommen, gleichzeitig aber auch leichten Druck ausüben, damit der Werker das Getriebe an den Motorblock schrauben kann. Ist dies erledigt, wird die Last vom System gelöst und der Widerstand ist schlagartig nicht mehr vorhanden. Der Wagen hat nun eine deutlich geringere Masse, soll jedoch trotzdem möglichst sanft wieder auf die eingestellte Drehzahl beschleunigen. Die Anforderung ist, dass der komplette Vorgang automatisch abläuft. Die neue Funktion erlaubt dies, indem sich die Übergänge regelungstechnisch sauber realisieren lassen.

Die Weiterentwicklung eröffnet neue Möglichkeiten in einer Anwendung, bei der der SD3 ohnehin schon seine Multifunktionalität beweist: Als All-in-One-Lösung erfüllt er die Funktionen einer SPS, eines Servoverstärkers und einer digitalen und analogen I/O-Schnittstelle. Nur so lassen sich die Hublasten und die Auf- und Abbewegung der Hubsysteme kontinuierlich überwachen und kontrollieren.

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