Einfacher, integrierter Servoantrieb

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Eismann

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Hallo,

für eine alte Produktionsmaschine, bei der ein getriebeloser 1,5 kW-Asynchronmotor mit 1,4xx U/min) mit Bremse einen Schlitten ca. alle 10 Minuten innerhalb von ca. 0,5 s ca. 1 m vor und zurück fährt, denken wir darüber nach, einen Servomotor nachzurüsten, um eine bessere Positioniergenauigkeit zu erreichen. Im Moment sind nur zwei Endschalter vorhanden, die den Motor über Schütze stoppen. Da der Nachlaufweg abhängig von der Beladung und produktionsbedingt unvermeidbaren Verschmutzung ist, schwanken die Endpositionen zu stark (5 - 20 cm).

Gibt es kompakte Servoantriebe mit folgenden Eigenschaften:
- ca. 1500 U/min
- ca 1,5 kW
- integrierter Positionsgeber
- integrierte , programmierbare Steuerung, sodass zwei binäre Eingänge (vor / zurück) für die Anbindung zur Verfügung stehen

Die erforderliche Positioniergenauigkeit ist nicht besonders hoch (ca. 2 - 4 cm).
Die Steuerung muss nicht unbedingt integriert sein, aber wichtig ist, dass sie nur zwei binäre Eingänge benötigt, um die vorher einprogrammierten Verfahrwege auszuführen.
 
Läuft der Antrieb nur in U/f oder in feldorientierter Regelung?

Zumindest im folgenden Anwendungsbeispiel sind da schon Unterschiede beschrieben. Das gilt auch wenn Du nur über einen Ini positionierst.

SIOS

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Wenn es von der Dynamik reicht und Du einen Geber anbringen kannst, dann könntest Du ja auch Deinen Motor behalten und einen Umrichter nehmen der Deinen Anforderungen genügt.
 
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Im Moment wird der Motor nur über 2 Schütze mit Netzspannung vor und zurück bewegt, also ohne FU.
Eine SPS gibt es nicht und wir würden gerne vermeiden, so etwas nachzurüsten, da dies aufwendig und teuer werden dürfte. Einen Positionsgeber anzubringen, ginge vielleicht, aber auch das wäre sehr aufwendig, weil es dafür keine gut geeignete Stelle gibt.

Ein kompaktes Servosystem mit Positionsgeber und zwei Eingängen ist daher unsere derzeit favorisierte Lösung, sofern es so etwas gibt. Das würde die Umbauarbeiten und die Ausfallzeit minimieren.
 
Ein Fu statt der Schützsteuerung könnte für sich schon helfen.
Jeweils noch ein Vorendschalter, der die Geschwindigkeit auf eine definierte Schwelle runterbringt, dürfte am Endendschalter dann für sehr reproduzierbare Ergebnisse sorgen.
Eine komplette Umrüstung auf Servo wird jedenfalls viel teurer.

Die Schalter werden dann alle vom FU verarbeitet.
Aber bereits ohne Vorendschalter wird mit aktiver Bremsung das ganze zu einem Bruchteil der Kosten viel besser. Versprochen.
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Hallo Eismann, ein Hörnchen Malaga und Pistazien bitte...
Solche Antriebe gibt es natürlich, z.B. JVL aus Dänemark.
Servos haben meistens 3000rpm Nenndrehzahl und somit ist es nicht unwahrscheinlich daß der Servo 3kW braucht, vermutlich aber ist der vorhandene Motor wie so viele überdimensioniert.
Wer weiß das?

Preiswerte Lösung:
Frequenzumrichter mit dem vorhandenen Motor, kein Geber
die vorhandenen Endschalter und die Rampen des FU werden so eingestellt das mit maximaler Last ohne Probleme im Ziel gestoppt wird. Jeder Endschalter leitet Stop an Rampe ein, Bremswiderstand einsetzen.

Lösung von Plan_B ist top
 
Schau vllt. auch mal bei Dunkermotoren ins Angebot bzw. sprich mal mit deren Vertrieb.
Von denen habe ich schon öfters Antriebe mit integrierter Steuerelektronik eingesetzt um kleinere Sachen zu positionieren.
Wenn es keine perfekte Positionierung sein muss, würde ich dem Vorschlag von @Plan_B zustimmen.
Ein kleines/primitives FUchen würde ja schon reichen => z.B. SEW LTE B+ im CFC Betrieb & Bremswiderstand
 
Dunkermotoren sind toll - aber hinsichtlich der genannten Leistung habe ich da Bedenken ...
Ich werfe bei der FU-Geschichte noch mal ins Rennen, das der TE von veränderten Lasten UND Verschmutzung geschrieben hat - das sollte man nicht unterschätzen ...
Ich weiß jetzt ja nun nicht was da in welchem Umfeld hin und her bewegt werden soll - bei Verschmutzung gehen bei mir aber für Kombi-Lösungen immer die Warnlampen an.
Tatsächlich würde ich hier auch eher zu einem Servo tendieren (Wiederholgenauigkeit) ...
 
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Wenn es um integrierte Antriebe geht schau dich mal bei Schneider Electric um, da gibts ein breites Agebot vom einfachen Schrittmotor übe E/A gesteuert bis zu Servotechnik mit den gängigsten Feldbussen auch in unterschiedlichen Leistungsklassen

www.se.com

Lexium ILA, ILE, ILS | Schneider Electric Deutschland

Schneider Electric Deutschland. Lexium ILA, ILE, ILS - Integrierte Antriebe - Motor mit Regelungselektronik
www.se.com www.se.com

www.se.com

Lexium 32i | Schneider Electric Deutschland

Schneider Electric Deutschland. Lexium 32i - Integrierter Servoantrieb von 0,6 bis 2,2 kW
www.se.com www.se.com
 
Hallo Eismann,

wenn Verschmutzung einen Einfluss auf die Positionierung hat, ist der Antrieb nicht schlupffrei verbaut.
Dann würde Dir ein integrierter Geber nichts bringen.

Die bereits getroffene Aussage mit dem FU kann ich so aus der Praxis bestätigen. Ein leistungsmäßig passender FU mit passendem Bremswiderstand fährt die eingestellte Rampe genau wie eingestellt nach unten. Der macht sich eher wenig aus mehr oder weniger Belastung im Vergleich zu deiner aktuellen Bremse.
Was hier allerdings auch wieder reinspielt, wenn der Antrieb Schlupf hat kann nicht mehr Kraft übertragen werden. Dann muss man - wie bereits vorgeschlagen - mittels Schalter eine Vorbrems-Position einbauen. Dann geht es auch in deinem gewünschten Positionierbereich mit 2-4cm wiederholgenau bei Schlupf.

Worauf man schon aufpassen muss, wenn der alte Motor nicht umrichtergeeignet ist, haben neue Motoren durch IE3 in der gleichen Leistungsklasse zum Teil eine größere Bauform.

Der schon genannte SEW LTE B+ kann das. Man kann auch ein wenig Geld sparen und das Ursprungsgerät als Eaton DA1 kaufen.
 
Du kannst auch den Danfoss-Partner Deines Vertrauens konsultieren.
Ob der Motor FU geeignet ist oder nicht:
Zum einen kann man nen Sinusfilter einbauen - zum anderen halten vor allem alte Möhren das meistens problemlos aus. Erstaunlicherweise.
 
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Wenn Du ohne SPS arbeitest aber doch per HMI den Antrieb bedienen möchtest, bietet sich der HMI Direktzugriff an.

SIOS

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Wenn Du einen Sinamics S nimmst, könntest Du auch noch freie Logik auf Antriebsebene umsetzen.
 
Mein Vorschlag wäre ein FU mit Geberauswertung. Wir nehmen für Positionieranwendungen G120 mit CU250, diese können auch ohne SPS Positionieren. Ebenfalls können Verfahrsätze eingerichtet werden, beides kann (wenn der Motor den FU unterstützt) nachgebaut werden. Mein Rat wäre dabei ein Absolutgeber System zu verwenden, welches den Tisch direkt ausmisst (Seilgeber, etc.)
 
Cal_TDI schrieb:
Seilgeber
Zum Vergrößern anklicken....
Ist halt eine Störquelle mehr. Er schreibt ja, bei ihm gibt es:
Eismann schrieb:
produktionsbedingt unvermeidbaren Verschmutzung
Zum Vergrößern anklicken....

Wenn es jetzt mit einer Schützschaltung & zwei Endschaltern "so einigermaßen" funktioniert, dann würde ich zwei zusätzliche Schalter ( oder evtl. nur einen in Positionierrichtung ) für eine Langsamumschaltung anbringen und einen einfachen FU verwenden. Frei nach dem Motto "so einfach wie möglich".

Leider hört man vom TE ja nichts mehr.
 
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Erstmal vielen Dank für die vielen Hinweise.

Ich werde mir das in den kommenden Tagen nach und nach reinziehen und
dann sicher noch mal nachfragen.

Holzmichl schrieb:
wenn Verschmutzung einen Einfluss auf die Positionierung hat, ist der Antrieb nicht schlupffrei verbaut.
Dann würde Dir ein integrierter Geber nichts bringen.
Zum Vergrößern anklicken....

Es gibt zwar eine Reibkupplung, aber die löst nicht aus. Die ist nur
dazu da, Schlimmeres zu verhindern, wenn mal etwas blockiert.

Das Problem ist, dass die Bremse die Vorrichtung nicht schnell genug
abbremst und die Endschalter somit weit vor der gewünschten Endposition
auslösen müssen. Der Nachlaufweg ist daher relativ lang und deswegen
stark davon abhängig, wie groß der mechanische Widerstand der gesamten
Vorrichtung ist.
 
Kurzer Tipp noch zum Thema Dimensionierung des FU:
ich geh jetzt mal davon aus, dass die Taktzeit nicht langsamer werden darf/soll.
Dann sind kurze Rampen erforderlich und die Geschwindigkeit im Verfahren muss evtl etwas erhöht werden. Z.B. auf 60Hz, um die Rampen auszugleichen.
Leg den FU ca auf die doppelte Leistung des Motors aus. Der Bremswiderstand muss nicht besonders groß sein, bei dem angegeben Zyklus von "alle 10min", aber der Bremswiderstand muss die Leistung vernichten können. Da würd ich mich an der Empfehlung vom ausgewählten FU-Typ orientieren.
 
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Bin ich bei Dir, wenn man vor Ort ist und die Sache eindeutig bewerten kann.
Allerdings bei 1,5kW Motor ist der Preisunterschied zwischen 2,2kW und 3kW eher gering.

Ich revidiere mich also - ein 2,2kW mit Auslegung für 150% Überlast am FU für mehrere Sekunden geht auch.
 
Sag mal Eismann, erklär bitte noch die 0,5s. Was passiert aktuell alles in 500ms? Starten, stoppen, bremsen? Mit einem Schütz und viel, nicht zu bestimmender Nachlauf?
Dann schreibst du "innerhalb von ca. 0,5 s ca. 1 m vor und zurück fährt". Sind das nur 250ms für eine Richtung? Sportlich, mal bitte den Ablauf auf.
Der Antrieb beschleunigt also und stoppt sofort, erreicht nicht volle Drehzahl? 500ms sind nicht viel, 250 nur die Hälfte :)

Wieviel Überlast ein FU dann braucht ist wichtig aber erst im Moment der Bestellung.
 
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