Servoantriebssystem von Yaskawa für Schneidemaschine

Servoantriebssystem

Servoantriebssystem von Yaskawa für Schneidemaschine

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Der serbische Maschinenbauer Mashtronics D.O.O. entwickelt und fertigt Anlagen für die automatisierte Verarbeitung von Drähten. Für eine neue Maschine zur Herstellung von Baustahlmatten suchte das Unternehmen nach antriebs- und steuerungstechnischen Komponenten, die die hohen Ansprüche an Präzision, Qualität und Durchsatz erfüllen. Fündig wurden sie bei Yaskawa. Der serbische Yaskawa-Kompetenzpartner Tipteh unterstützte bei der Neuberechnung von Parametern wie Drehmoment und Übersetzung.

Peter Dietz, Key Account Manager – Drives, Motion & Controls Division, Yaskawa Europe, Eschborn

Inhaltsverzeichnis

1. Servoantriebssystem Sigma-5
2. Frequenzumrichter V1000
3. Maschinensteuerung MP2600iec
4. Präzise Drahtverarbeitung

 

Ob richten, schneiden, flechten, biegen oder wickeln – die automatisierte Verarbeitung von Drähten ist komplex und stellt ganz eigene Anforderungen an die eingesetzten Maschinen. Die serbische Mashtronics D.O.O. hat sich genau darauf spezialisiert: Von Mladenovac aus, 40 km südlich von Belgrad, liefert der Maschinenbauer entsprechende Anlagen nach ganz Osteuropa und auch in nordafrikanische Märkte. Das Erfolgsrezept des 1999 gegründeten Unternehmens besteht darin, anspruchsvolle Technik nach europäischen Standards zu vergleichsweise günstigen Preisen anbieten zu können. Ein wesentlicher Baustein dieser Strategie ist der Einsatz leistungsfähiger Antriebs- und Steuerungstechnik. Seit 2014 arbeitet Mashtronics in diesem Bereich mit einem erfahrenen Kompetenzpartner von Yaskawa zusammen: Der Automatisierungsspezialist Tipteh d.o.o. hat seinen Hauptsitz im slowenischen Ljubljana und ist mit eigenen Niederlassungen in mehreren südosteuropäischen Ländern präsent, darunter auch in Serbien. Drahtverarbeitungsmaschinen werden immer wieder optimiert, um ihre Produktivität weiter zu erhöhen – und um damit letztlich höhere Preise erzielen zu können. Produktivität heißt dabei: Bei identischer oder sogar größerer Exaktheit muss die Maschine höhere Taktzahlen gewährleisten. Das Produkt Draht bringt dabei zwei charakteristische Anforderungen mit sich: Das zu bewegende Material ist sehr schwer. Und es muss in der Produktion ab- und aufgewickelt werden. In einer neuen Schneidemaschine für Stahldraht begegnen die Konstrukteure des Maschinenbaueres diesen Anforderungen mit antriebs- und steuerungstechnischen Komponenten des Antriebsspezialisten, die perspektivisch dann auch in anderen Anwendungen zum Einsatz kommen sollen. Im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem serbischen Partner Tipteh wurden zudem auch Parameter wie Drehmoment und Übersetzung neu berechnet.

Servoantriebssystem Sigma-5

Die präzise und schnelle Bewegung des Drahtes gewährleisten Servoantriebe aus der Reihe Sigma-5, die zum Beispiel über Profinet oder CANopen in die Gesamtlösung eingebunden sind. Die Servosystemreihe Sigma-5 des Antriebstechnik-Herstellers ist ein Servoantrieb, bestehend aus Servomotoren, Servoverstärkern und einer leistungsfähigen Inbetriebnahmesoftware Sigma Win+. Die Serie umfasst rotatorische Motoren, Direktantriebe und Linearmotoren. Die Standard-Modelle gewährleisten bei kurzen Positionierungszeiten eine hohe Positioniergenauigkeit besser als 1 µm. Für die Einbindung in umfassende Automationslösungen bestehen neben Profinet auch modulare Schnittstellen zu Ethercat, CANopen, Powerlink sowie Mechatrolink II und III. Dank einer Autotuning-Funktion, einer automatischen Filterfunktion zur Vibrationsunterdrückung, laufen sie dabei auch bei niedrigen Drehzahlen ruhig und vibrationsarm. Damit ist ein optimaler Betrieb auch in hochpräzisen Anwendungen garantiert. Gleichzeitig reduziert sich der Maschinenverschleiß, was sich positiv auf die Folgekosten auswirkt. Inbetriebnahme und Diagnose von Sigma-5-Komponenten erfolgen einfach über die benutzerfreundliche Software. Manuelle Der Autotuning-Algorithmus erlaubt z.B. das perfekte Einrichten von zwei Achsen in Höchstleistungsmaschinen in weniger als zwei Stunden – statt der sonst üblichen acht.

Frequenzumrichter V1000

Unabhängig davon, ob ein Draht ab- oder aufgewickelt wird, muss die Regelungs- und Antriebstechnik komplexe Aufgaben erfüllen. So ändert sich beispielsweise permanent der Rollen-Durchmesser, worauf Geschwindigkeit und Drehmoment des Motors abzustimmen sind, um eine konstante Spannung der Materialbahn zu gewährleisten. In der von Mashtronics konstruierten Maschine übernimmt diese Aufgabe ein Frequenzumrichter V1000. Wo Permanent-Magnetmotoren präzise und sicher zu steuern sind, bietet die Frequenzumrichterserie V1000 eine ebenso zuverlässige wie effiziente Lösung. Mit seiner hochdynamischen Stromvektor-Regelung (Open Loop Vector) treiben die Umrichter sowohl Asynchron- als auch Permanent-Magnet-Synchronmotoren im Leistungsbereich 100 W bis 15 kW optimal an. Eingeführt als kleinster Kompaktfrequenzumrichter der Welt, zeichnet sich das Gerät durch einen geringen Platzbedarf aus. Über seine kompakten Abmessungen hinaus erlaubt er eine so genannte Side-by-Side-Montage, also die Installation mehrerer Geräte direkt nebeneinander. Damit benötigen die Umrichter im Schaltschrank noch weniger Raum. Ein Hybridkühlkörper aus einer Speziallegierung gleicht dabei den reduzierten Belüftungseffekt aus und verhindert so eine Überhitzung der Umrichter. Über eine integrierte Dual-Rating-Funktion kann der Frequenzumrichter bei Anwendungen, die geringe Überlast erfordern, mit 120 % Überlast im Normal-Duty-Betrieb arbeiten. Somit ist ein kleinerer Frequenzumrichter in der Lage, die Arbeit zu leisten, für die sonst ein größerer eingesetzt werden müsste. Der Bremswiderstand reduziert die Tieflaufzeit zudem um 50 %. Nicht zuletzt ermöglicht der Frequenzumrichter die schnelle Reaktion auf Last- und Drehzahländerungen, wodurch die Maschinenleistung optimiert wird.

Maschinensteuerung MP2600iec

Die Abläufe in der Maschine werden von einem Kontrollsystem MP2600iec gesteuert. Dabei handelt es sich um eine Steuerung für 1,5-Achsanwendungen, die sich als Modul direkt auf die Sigma-5-Servoverstärker aufstecken lässt. Die Entwicklungsoberfläche IEC ermöglicht auf Basis von PLCopen Motion eine einfache, schnelle und übersichtliche Programmierung nach IEC 61131-3-Standard. Die Maschinensteuerung eignet sich für eigenständige Teilmaschinen in modularen, mechatronischen Maschinenarchitekturen. Durch die Integration von Motion-Control-Funktionen, SPS und Antriebsregelung in einer Baugruppe können komplette Teilmaschinen automatisiert werden. Die 1,5-Achssteuerung ist Bestandteil der Controller-Familie MP2000iec, die vorzugsweise bei Mehrachsanwendungen eingesetzt wird. Die Steuerung wird vorteihaft in 1,5-Achsanwendungen wie Wickler, Querschneider, Fliegende Säge oder Druckmarken-/ Registersteuerung, Labelling sowie Kurvenscheiben verwendet. Die mit dem Motion Modul automatisierte Teilmaschine erhält dabei den Leitwert von einem Master-Encoder und synchronisiert seine Slave-Achse auf diesen Leitwert. Durch den modularen Aufbau können die Teilmaschinen einzeln getestet und in Betrieb genommen werden. Das Motion Modul eignet sich für die Kommunikation mit Ethernet I/P, Modbus TCP, OPC Server und Web Browser. Es verfügt neben dem Master-Encoder-Eingang über jeweils acht digitale Ein- und Ausgänge sowie je einen Analog-Ein- und Ausgang. Alle integrierten Ein- und Ausgänge sind frei programmierbar.

Präzise Drahtverarbeitung

Bei der maschinellen Drahtverarbeitung geht es vor allem darum, große Lasten präzise und bei hohen Durchsätzen zu bewegen. In einer aktuellen Neuentwicklung zur Herstellung von Baustahlmatten löst der serbische Maschinenbauer diese Aufgabe durch den Einsatz von Servoantrieben, Frequenzumrichtern und einer leistungsfähigen Maschinensteuerung von Yaskawa. jg

www.yaskawa.eu.com

www.tipteh.rs

www.mashtronics.com

Details zur Sigma-5-Serie von Yaskawa
hier.pro/IY7d6

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