Die Einsatzgebiete und die Anforderungen an Servo-Antriebssysteme sind vielfältig und die Erwartung der Werkzeug- und Produktionsmaschinenhersteller ist groß. Neben höchsten Ansprüchen an die Dynamik und den Gleichlauf müssen gleichzeitig auch die Taktzeiten der Produktionsmaschinen reduziert werden. Einzelschritte des Maschinenprozesses an verschiedenen Bearbeitungsorten werden daher oftmals zu einem Schritt an einer einzigen Bearbeitungsstation zusammengefasst. Für Produktions- oder Werkzeugmaschinen bedeutet dies eine Steigerung der Geschwindigkeit bei gleichzeitig hohen Anforderungen an die Präzision und zunehmender Komplexität der gesamten Automatisierungslösung. Servosystem für höchste Anforderungen im Maschinenbau Mit dem Servosystem S1 und einer breiten Palette von Servomotoren bietet Bachmann electronic ein komplettes Antriebssystem für hochdynamische ein- und mehrachsige Bewegungsaufgaben. Die Antriebe zeichnen sich durch kompakte Bauformen mit hohen Nennströmen und großer Überlastfähigkeit aus und decken einen breiten Leistungsbereich ab. Das in allen Baugrößen integrierte Prozessorsystem ermöglicht moderne Reglerstrukturen, hochwertige Filter und Sonderfunktionen und damit einen optimalen Gleichlauf bei hoher Dynamik. Die Unterstützung aller marktüblichen Lagegebersysteme vom einfachen Resolver bis zu hochpräzisen optischen Multiturn-Gebern und die Möglichkeit paralleler Geberauswertung erlauben flexible und effiziente Lösungen inklusive Losekompensation. Verschiedene Echtzeit-Bussysteme zur Einbindung in vorhandene Maschinenstrukturen gewährleisten einen synchronen Mehrachsbetrieb. Sie sorgen auch für einen transparenten Zugriff und die Verwaltung der Parameter über die Steuerung (Motion Controller). Mehr Produktivität mit dynamischer Positionierung Zum Positionieren von koordinierten Einzelachsen oder komplexen Master-Slave-Systemen (Gantry-Achsen) steht der hoch effiziente Soft-Motion-Controller M-SMC als einfach zu konfigurierendes Funktionsmodul zur Verfügung. Durch stufenlos veränderbare Beschleunigungsprofile lassen sich Ruck und Maschinendynamik ideal an die jeweilige Anforderung anpassen und so die optimale Balance zwischen minimaler Bewegungszeit und maximal zulässiger mechanischer Belastung des Gesamtsystems finden. Die integrierte \’Move-in-Move\‘-Funktionalität erlaubt es während einer laufenden Bewegung nicht nur die Bewegungsparameter, sondern auch die Zielposition ohne Anhalten der Achse online zu verändern. Damit lassen sich selbst hochdynamische Zielkorrekturen ohne Verletzung der Randbedingungen realisieren. Komfortable elektronische Königswelle Elektronische Kurvenscheiben bestimmen in Maschinen die Bewegungen der Achsen zueinander und beeinflussen so maßgebend die Form und die Genauigkeit der zu produzierenden Teile. Mit dem Motion-Funktionsmodul M-Shaft ist es nun einfach, eine Vielzahl synchronisierter Bewegungsabläufe bezogen auf eine virtuelle Leitachse abzubilden. Bis zu 32 Achsen verschiedenen Typs (Wegachsen, Schaltnocken, Analogsignale, …) lassen sich ähnlich einer klassischen Königswelle (Camming) konfigurativ projektieren. Ein breites Anwendungsfeld eröffnet sich durch die Vielzahl an möglichen Bewegungsabläufen in Form von elektronischen Kurvenscheiben und die komfortable Vorgabe der Stützpunkte während der Inbetriebnahme. Die grafische oder tabellarische Vorgabe der Positionsprofile sowie die Wahl zwischen verschiedenen Beschleunigungsformen stellen die Basis zur Realisierung komplexer Maschinenabläufe dar. Alternativ dazu berechnet der Tabelleninterpreter an Hand von einzelnen Stützpunkten ein Positionsprofil, was dem Maschinendurchsatz zugute kommt. Eine zeitliche Vorsteuerung bzw. der Verzug von Einzelachsen oder das dynamische Ein- und Auskoppeln von Achsen im Betrieb durch eine Vorgabe im Applikationsprogramm (Cam-In) runden zusammen mit der Handrad-Funktion das System ab. Bahnbewegungen gemäß DIN/ISO 66025 Die Realisierung von unterschiedlichsten Bearbeitungssystemen über servoelektrische Achsen erfolgt in vielen Fällen direkt aus den Konstruktionsdaten. Als beliebtes Austauschformat im Computer-Aided-Manufacturing (CAM) haben sich die Geometrie- und Bearbeitungsdefinitionen nach DIN/ISO 66025 weitgehend durchgesetzt. Diese Profilvorgaben lassen sich direkt im Bewegungsregler M-CNC zur Bahnsteuerung von dreidimensionalen Bewegungen mit drei Achsen in kartesischer Anordnung nutzen. Offenes Reglerdesign mit MATLAB/Simulink Unkonventionelle Aufgaben oder außerordentlich hohe Anforderungen erfordern neue Methoden. Wo immer klassische PID-Reglerstrukturen und Profilgenerierung an ihre Grenzen stoßen, stehen umfangreiche Bibliotheken der Regelungstechnik, Signalaufbereitung und Filterung über Simulink zur Verfügung. Mit dem M1-System können diese auch für neuartige Bewegungsregler eingesetzt werden, einschließlich der Identifikation, Simulation oder Hardware-in-the-Loop. Das Ergebnis wird einfach per Mausklick als Echtzeit-Task auf die Steuerung gespielt. Inbetriebnahme und Monitoring Grafische Konfigurationswerkzeuge von Bachmann electronic beschleunigen die Applikationserstellung und Inbetriebnahme. Ein transparentes Monitoring und die Diagnose durch konfigurierbare Informationsebenen, mit Fehlerspeicher, Echtzeit-Oszilloskop und Trending unterstützen den Anwender im gesamten Lebenszyklus. Fazit Die Motion-Control-Pakete des M1-Automatisierungssystems sind funktional hoch entwickelt und haben sich in vielfältigen Applikationen bewährt. Kombiniert mit dem S1-Servosystem ergibt sich dank des flexiblen Parameteraustauschs über standardisierte Bus-Systeme eine homogene und flexibel einsetzbare Gesamtlösung. Die gesamte S1-Familie verfügt über eine identische Steuerelektronik. Dies erlaubt die applikationskompatible Einbindung der Geräte, unabhängig von Baugröße und Leistung. Geeignete Synchronmotoren in zwei Baureihen sowie ein umfangreiches Zubehörprogramm runden die Automatisierungslösung ab.
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