Positionierung von Rundschalttischen

Kompakte und robuste Direktantriebe liegen technologisch überall dort im Trend, wo es auf das schnelle Verfahren und präzise Positionieren ankommt. Steifigkeit, Spielfreiheit sowie kurze, kompakte Bauformen sind Merkmale, die sich aus dem Wegfall von mechanischen Zwischenelementen wie Getrieben, Kupplungen und Riemen ergeben und auf die es bei der Realisierung hochdynamischer Bewegungsabläufe ankommt. Zu den Vorteilen von Torque-Motoren zählen u.a. einfache Maschinenintegration, bessere Regeleigenschaften und Wiederholgenauigkeit oder flexible, wartungsfreundliche Montagekonzepte. Damit die hieraus resultierenden Vorteile von Torque-Motoren genutzt werden können, hat Sick mit der Produktfamilie SEK ein Motorfeedback-System entwickelt, das auf die Anforderungen von Direktantrieben zugeschnitten ist. So kann der SEK90 mit seinem Innendurchmesser von 50mm direkt – und damit spielfrei – zentriert auf die Antriebswelle aufgesteckt werden. Dadurch bleibt – im Gegensatz zur Positionierung mithilfe des elastischen Elementes \’Zahnriemen\‘ – die Steifigkeit der Direktantriebe erhalten. Damit geht eine hohe Bewegungsdynamik und -präzision einher. Die Eigenschaften des SEK90 nutzt Weiss in seiner neuen Generation von Rundschalttischen, die u.a. in Werkstück- und Werkzeugwechselvorrichtungen zum Einsatz kommen. Rundschalttische mit einstufig untersetzten Torquemotoren Die Weiss GmbH hat sich auf die Herstellung und Entwicklung von Komponenten für die Automatisierungstechnik spezialisiert. Mit dem Rundschalttisch TW ist eine Rundtischgeneration mit einstufig untersetzten Torque-Motoren erhältlich. \“Der TW vereint die steifen Lager unserer servomechanischen Rundschalttische der NC-Reihe mit der kompakten Bauform und der hohen Regelgüte der direkt angetriebenen Torque-Motor-Rundschalttische der Baureihen TO und ST\“, erläutert Franz Oebels, Business Unit Manager Direktantriebe bei Weiss das HybridDrive genannte Systemkonzept. Die technologische Besonderheit des TW liegt in der Kombination aus dem Torque-Motor, der üblicherweise als Direktantrieb zum Einsatz kommt, mit einer einstufigen Getriebeuntersetzung. Hieraus resultiert u.a. eine kompakte Bauform, wie sie von immer mehr Maschinenbauern z.B. in der Werkzeugmaschinenbranche gefordert wird. Hinzu kommt, dass die zulässigen Beladungen bei den TW-Rundschalttischen um ein Vielfaches höher sind als bei pneumatischen Tischen gleicher Baugröße. \“Was die Leistungsdaten betrifft\“, erklärt Franz Oebels, \“ergibt sich durch die Hybridlösung ein Mittelweg zwischen dem Torque-Antrieb ohne Untersetzung, der Genauigkeit und Dynamik bei begrenztem Drehmoment bietet, und den servomechanischen Rundschalttischen, die mit einer hohen Untersetzung viel Drehmoment bieten bei allerdings nur begrenzten Drehzahlen.\“ Mit diesen Eigenschaften hat der TW die Ablösung von pneumatischen Rundtischen im Visier, die teurer und größer sind, weniger Last aufnehmen können und gewartet werden müssen. Außerdem bietet der Hersteller damit den Anwendern eine Alternative, die hohe Anforderungen an die Dynamik haben, dafür aber nur mittlere Anforderungen an die Genauigkeit stellen. Robustes Motor-Feedback-System für Direktantriebe Neben einer Haltebremse, die den Tisch bei einem Stromausfall in der aktuellen Position klemmt, können alle TW-Baureihen bereits ab der Standardversion mit einem SEK90 ausgerüstet werden. \“Die Anwender, die die TW-Rundschalttische einsetzen, benötigen nach dem Wiedereinschalten aufgrund der absoluten Positionserfassung des Motor-Feedback-Systems keine Referenzfahrt mehr. Sie können die Maschine sofort anfahren, was den Bedienkomfort erhöht und auch Zeit spart\“, erläutert Franz Oebels. Die Motor-Feedback-Systeme sind robust gebaut:?Der SEK90 arbeitet mit einer holistischen Systemabtastung, die Exzentritätsfehler weitgehend ausgleicht. Aufgrund des Einsatzes kapazitiver Wegmesselemente benötigt das Motor-Feedback-System keine Kugellager, was den Verschleiß reduziert und Lebensdauer erhöht. Darüber hinaus macht das kapazitive Funktionsprinzip den SEK90 im Gegensatz zu optisch basierten Lösungen nicht nur robuster, z.B. unempfindlich gegen magnetische Felder, Schocks und Vibrationen, sondern auch kostengünstiger. Bedienfreundlich bei Aufbau und Wartung von Antrieben Die kurze Bauhöhe des SEK90 und seine geringe Masse von 130g unterstützen – wie das Beispiel der TW-Rundschalttische zeigt – den Trend hin zu kompakten Direktantrieben mit möglichst kurzen Baulängen. Der Systemaufbau mit der integrierten Adapter-Aufnahme wurde konstruktiv auf Verschleißfreiheit und reduziertem Wartungsaufwand konzipiert. Das vereinfacht die Bedienung des Motor-Feedback-Systems. Beim Anbau des Gebersystems braucht zunächst nur der Wellen-Adapter mit einem Imbus fixiert zu werden – ohne Spezialwerkzeug oder eine Schablone. Das eigentliche Gebersystem kann am Ende durch das Verdrehen des Gebergehäuses montiert und gleichzeitig justiert werden. Dieses Turn&Play-Prinzip ist auch von Vorteil, wenn z.B. ein Kugellager am Antrieb getauscht werden muss: Der Geber wird einfach abgezogen und danach wieder aufgesteckt. Das vereinfacht gleichzeitig die Wartung des Antriebes. Hiperface-Schnittstelle und elektronisches Typenschild integriert Aufgrund der Hiperface-Schnittstelle kann das Motor-Feedback-System als Informationslösung in komplette Antriebssteuerungen integriert werden. Damit steht ein Schnittstellenstandard zur Verfügung, der mit nur einer Art von Signalleitung alle Anwendungen abdeckt. Das senkt die Integrationskosten, da nur eine Art von Signalleitung zum Motordrehzahlregler benötigt wird. Außerdem ist der Direktantrieb durch die Nutzung dieses Protokolls für das absolute Messsystem in der Lage, sich in Eigenregie zu initialisieren, was dem Anwender die zeitaufwendige manuelle Parametrierung erspart. Hierfür verfügt der SEK90 über ein elektronisches Typenschild zur automatischen Reglerparametrierung. Die Datenübertragung vom Antrieb erfolgt über die bidirektionale Parameterschnittstelle von Hiperface. Die Kenndaten der Direktantriebe wie auch die Werte verschiedener Inbetriebnahme-Parameter können hier hinterlegt und zur selbstständigen Einstellung des Reglers auf die Parameter des Motors genutzt werden. In einem weiteren Speicherbereich des E²PROM können Programmierdaten des Motor-Feedback-Systems wie Auflösung oder eine Nullpositionsverschiebung hinterlegt und abgerufen werden. Motor-Feedback-Systeme auch in anderen Dreheinheiten