Per Sauggreifer setzt ein Roboter Trennbleche zwischen dem Handling-Lift des vertikalen Speichers und der Rollenbahn um.

© Rotte

Die Antriebe sind es, mit denen Rotte den kompletten Materialfluss für die Herstellung technischer Laminate antreibt. Dafür baut ein Hersteller aus dem Schwarzwald Pressen, die unter Druck und Temperatur einzelne Werkstoffblätter zu mehrlagigen Leiterplatten für die Elektronikindustrie laminieren. Rotte übernimmt das komplette Handling beim Bestücken und Entleeren der Pressen sowie den vor- und nachgelagerten Materialfluss. Flexibilität ist gefragt. Das heißt für den Hersteller von Fördertechnik, dass sich mit den Reglern gleichermaßen gesteuerte wie geregelte Applikationen realisieren lassen.

Dezentrale Antriebstechnik

Beispiel für eine abgesetzte Lösung aus Getriebemotor und dezentralem Movimot.

© SEW/Sienk

Die Motion Control setzt Befehle der übergeordneten SPS im Zusammenspiel mit den integrierten Multi-Turn-Absolutwertgebern in eine Positionierung um. Die Rechenintelligenz entlastet damit die Steuerung. Weil die Bewegungsführung losgelöst von der Steuerungsebene definiert ist, bildet die Bewegungssteuerung auch die Basis dafür, Anlagenmodule autark zu projektieren.

Anschlussbox für zwei Kabel

Die Vorteile werden beim Blick in die Vergangenheit deutlich: Für die Antriebe eines Hubliftes war bis dato ein Schaltschrank mit den Maßen 760 × 600 × 250 mm³ notwendig. Bei den autark arbeitsfähigen Modulen hängt stattdessen weiter unten eine kleine Anschlussdose für zwei Kabel für die Energieversorgung sowie der Profinet-Kommunikation. Alles andere ist dezentral gelöst. Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität der Antriebe auch auf I/O-Ebene: Alle drei Varianten des Movimot sammeln in der Materialflussanlage die Signale der Sensoren ein, die in ihrer unmittelbaren Nähe eingebaut sind. Die Signale werden gebündelt und per Profinet an die Anlagensteuerung übergeben. Unabhängig der Zahl der Sensoren schafft dieser Aufbau eine Standardschnittstelle und hilft darüber hinaus, bei der Installation Kabel einzusparen.

Dezentraler Umrichter als dezentrale I/O-Station: Der Movimot sammelt die Signale der Sensoren in unmittelbarer Nähe ein und schickt sie per Profinet gebündelt an die Steuerung.

© SEW/Sienk

Standardisierung aufgrund der Multifunktionalität der dezentralen Antriebe ist für den Sondermaschinenbauer gerade deshalb wichtig, weil es sich bei den Anlagen in der Regel um Unikate handelt: Es gibt Sondermaschinen, bei denen während der Inbetriebnahme noch kundenseitig Änderungswünsche einfließen, die durch die Flexibilität der Antriebe berücksichtig werden können. Die Möglichkeit, die Movimot-Geräte per Profinet in den Kommunikationsverbund aufzunehmen sowie über die onboard verfügbaren Ein- und Ausgänge unterschiedliche digitale Sensoren anzuschließen, schafft Freiheiten. Der Maschinenbauer kann dadurch in eine bestehende Installation einen Antrieb dazwischen bauen, Sensoren und weitere Aktoren einbinden und dann neu ausprobieren.

Flexible Sicherheitstechnik

Vergleichbares gilt auch für die integrierte Sicherheitstechnik: Der so genannte Sichere Halt (Safe Torque Off, STO) ist serienmäßig. Über die Optionskarte CSB51A kann der STO über Profisafe angesteuert werden. Die Karte kümmert sich ausschließlich um das sichere Abschalten des Drehmoments, sollte die Steuerung einen STO einleiten. Dieser Aufbau schafft zudem die Grundlage, Sicherheitsbereiche ohne zusätzliche Kabelstränge bedarfsgerecht über den vorhandenen physikalischen Profinet-Bus zu schalten. Gerade durch die große Anzahl an komplexen individuellen Anlagen ist der Sondermaschinenbauer gezwungen, schnell und flexibel zu agieren, ohne aufwändig die Verdrahtung zu planen.

SEW-Eurodrive bietet daher begleitend zu den dezentralen Antriebsreglern innerhalb des Automatisierungsbaukastens Movi-C integrierte Geber an, welche die Positionieraufgaben erleichtern. Auch die automatische Motorinbetriebnahme über Movilink DDI, der digitalen Datenschnittstelle zwischen Motor und Regler, stellt eine Vereinfachung dar. Dabei werden die Informationen des elektronischen Typenschildes sowie Brems- und Diagnosedaten übertragen. So wird die Inbetriebnahme vereinfacht und beschleunigt. Das gilt ebenfalls für die Arbeit mit dem Bedienpanel samt Pendelbetrieb.

Pendelbetrieb zum Einfahren

Aufbauen, in Betrieb nehmen, produzieren: Ganz so simpel gestaltet sich die Sache im Materialfluss nicht. Sämtliche Prozessmodule müssen zunächst einlaufen – über mehrere Stunden oder Tage. So laufen allein die Rollenbahnen beim Sondermaschinenbauer 24 Stunden ein, denn das System muss sich erst setzen, bevor punktuell nachjustiert werden kann.

Was bei kontinuierlichen Aufgaben wie bei einem Rollenbahnantrieb vergleichsweise einfach zu erledigen ist, führt bei einer Hubanwendung dazu, dass diese beim Einlaufen stetig hoch und runter fährt. War für den so genannten Pendelbetrieb bis dato eine kleine SPS notwendig, nutzt Rotte heute ein SEW-Handbediengerät, das den Pendelbetrieb bereits vorbereitet hat. Wurde früher dafür ein Programmierer benötigt, gelingt es heute auch Elektrikern oder Schlossermonteuren. Das Handbediengerät für Movimot macht folglich die Inbetriebnahme mitsamt den Einfahrzyklen einfacher und schneller.

Die Autorin: Andrea Balser ist Fachpressereferentin bei SEW-Eurodrive in Bruchsal.

© SEW-Eurodrive

Weg von Software und Elektronik, hin zur greifbaren Mechanik: Dass Innovationen nicht zwangsläufig eine Frage der Digitalisierung sein müssen, wird bei den Wellendichtringen deutlich. Mit Blick auf die Langlebigkeit, vor allem in 24/7-Applikationen, setzt Rotte bei den mechatronischen Antriebseinheiten auf die neuen Wellendichtringe Premium Sine Seal. Die spezielle Form der Dichtungslippe verringert aufgrund niedriger Betriebstemperaturen den Verschleiß an der Kontaktfläche zur Welle. Im Zusammenspiel mit Getriebeölen, die in ihrem Schmier- und Kühlungsverhalten exakt auf das jeweilige Getriebe und die Applikation abgestimmt sind, erhöht sich somit die Lebensdauer.

Leichte Modularisierung, durchgängiger Datenfluss

Dezentrale Antriebe bilden in Verbindung mit einer durchgängigen Profinet-Kommunikation die Grundlage für eine neue Arbeitsweise im Maschinen- und Anlagenbau. Aufgabenabschnitte lassen sich leichter modularisieren, in Betrieb nehmen, ab- und wieder aufbauen. Die vollständige Durchgängigkeit im Datenfluss macht zudem den Weg frei, Anlagen ohne kostspielige Vor-Ort-Einsätze zu optimieren oder nachzurüsten.

Interview mit Udo Marmann

Udo Marmann ist Marktmanager bei SEW-Eurodrive in Bruchsal.

© SEW-Eurodrive

Mit ‚Movimot‘ bietet SEW-Eurodrive eine dezentrale Antriebseinheit die stetig weiterentwickelt wurde. Zunehmende Vernetzung und mehr Intelligenz im Gerät – welche Auswirkungen hat dies auf den Antrieb und den Umrichter im Speziellen?

Udo Marmann: Dezentrale Antriebstechnik resultiert aus der Grundphilosophie der Modularisierung und Standardisierung von fördertechnischen Anlagen. Dabei bilden ein Elektromotor, ein mechanisches Getriebe zur Drehmomentwandlung und ein Umrichter zur applikationsbezogenen Drehzahlregelung eine kompakte Einheit, oft ergänzt mit Sensorik und Sicherheitselementen.

Als zeitgemäße Anforderung in ausgedehnten Fabrikanlagen oder Logistikzentren sehen wir die konsequente Interoperabilität zwischen den einzelnen Antriebseinheiten und der Materialflusskoordination. Durchgängig vernetzte Antriebseinheiten in Kombination mit leistungsfähigen Sensoren, z.B. Scannern oder Videosystemen zur Identifikation und Überwachung des Fördergutes, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Die gewonnenen Informationen über meist heterogenes Fördergut, beispielsweise unterschiedliche Größe und Masse, in den einzelnen Segmenten ermöglichen in Verbindung mit der passenden Software eine dynamische Anpassung von Fördergeschwindigkeit und Auslastung in den einzelnen Antriebsmodulen.

Stichwort Leistungsdichte: Ab wann sind der Miniaturisierung Grenzen gesetzt?

Marmann: Bauraum und Gewicht einer dezentralen Antriebseinheit werden hauptsächlich durch das Getriebe und den Motor bestimmt. Gute Handhabbarkeit bei der Installation und Inbetriebnahme bestimmen oft die Grenzen der konstruktiven Gestaltung. Für die Systemkonzeption ist die Energieeffizienz von Antriebslösungen heute immer öfter ausschlaggebend. Der Nennwirkungsgrad der Einzelkomponenten wurde in den letzten Jahren über gesetzliche Richtlinien geregelt, entscheidend für Hersteller und Anwender ist zunehmend auch, welchen praktischen Nutzen energieeffiziente Lösungen im realen Einsatz erbringen können.

Wie sieht Ihre Roadmap bei Umrichtern aus, welche Weiterentwicklungen können wir erwarten?

Marmann: Der Trend ist klar erkennbar: Die Antriebseinheit entwickelt sich vom ‚einfachen Muskel‘ hin zu einer intelligenten, selbstlernenden funktionalen Einheit. Außer ihrer imaginären Grundfunktion ‚optimal fördern‘ schützt und unterstützt sie zunehmend Personen in ihrem Umfeld. Integrierte funktionale Sicherheit ermöglicht beispielsweise ein gefahrloses und effizientes Arbeiten in Kommissionierbereichen.

Kontinuierliche Messwerterfassung von Lastverläufen und Umgebungsparametern, kombiniert mit agiler Datenverarbeitung, ermöglicht fundierte Aussagen zum Anlagenzustand, identifiziert mögliche Verschleißerscheinungen und informiert frühzeitig über anstehende Wartungsarbeiten. Diese Funktionalität unterstützt das Betriebspersonal und vermeidet ungeplante Stillstände oder überraschende Ausfälle. Kurz gesagt: Zuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit steigen messbar.