Blick in die Maschine: in der Mitte ein am Servomodul angeschlossenes I/O-Erweiterungssteckfeld, links und rechts Verteilerboxen mit gesteckten Hybridkabeln zum Anschluss der iSH-Servomodule; auffällig sind auch die wenigen, lose im Kanal liegenden Kabel.

Während die ersten, auf Servotechnik basierenden Aufrichter aus dem Jahr 2004 über einen getrennten Aufbau von Servomotoren und Regel-Elektronik verfügten, als Antriebsbus Sercos verwendeten und für Kommunikation auf I/O-Ebene den Profibus, eröffnete sich mit der Vorstellung der iSH-Servomodule von Elau neues Potenzial bei der Entwicklung der aktuellen Maschinengeneration. Dadurch, dass die iSH-Servomodule über eine integrierte Regel-Elektronik verfügen, ließen sich mit einem Schlag alle Servoverstärker aus dem Schaltschrank ins Feld verlagern. Verbindendes Element zwischen Steuerung, Netzteil und Servomodulen ist ein Konzept aus Verteilerboxen und Hybridkabeln, welche die Zwischenkreis- und Steuerspannung sowie die Kommunikationssignale vom Antriebsbus gemeinsam übertragen. Der Antriebsbus wird durch das Netzteil geschleift und von dort zusammen mit der Versorgungsleitung mit vorkonfektionierten, beidseitig steckbaren Hybridkabeln über Verteilerboxen ins Feld geführt. Mit diesen Verteilerboxen und ihren je fünf Anschlüssen eignet sich das Konzept gleichermaßen für den Aufbau von Linien- und Baumstrukturen; auch ein Mix aus beidem ist möglich. Dadurch, dass sich die Verkabelungstopologie flexibel an die Gegebenheiten der jeweiligen Maschinen anpassen lässt, reduzieren sich Kabellängen laut Hersteller Elau um bis zu 70 % gegenüber einer herkömmlichen Verkabelung.

I/O-Kommunikation über den Antriebsbus

Ein weiterer Vorteil des neuen Servokonzeptes zeigt sich in punkto Kommunikation. Mit der optionalen Integration der I/O-Kommunikation in das Antriebskonzept durch ein I/O-Modul können iSH-Servomodule auch die Aufgabe einer I/O-Feldbus-Box übernehmen. Das fest mit der Motorelektronik verbundene I/O-Modul nutzt den Antriebsbus, um bis zu acht Sensoren oder Aktoren mit der Steuerung zu koppeln. Zwei Signale lassen sich direkt an das IO-Modul anschließen, Feldbus-Modulen ähnliche Steckfelder erweitern die Anschlussmöglichkeiten bei Bedarf. Alle acht Anschlüsse sind wahlweise als Ein- oder Ausgänge konfigurierbar, und die Steckverbindungen basieren komplett auf M12-Technik.

Der Schaltschrank hat sich durch die Auslagerung der Servoverstärker sichtbar geleert, die nächste Maschine wird mit einem kleineren Schaltschrank ausgerüstet.

Diese technologischen Eckpunkte überzeugten Firmeninhaber Bernhard Carpentier, der nach Markteinführung der iSHSerie alle acht Servomotoren der bisherigen Maschinengeneration durch die neuen Servomodule ersetzte – sowohl in Flanschgröße 100 mm als auch 70 mm. Die bei Carpentier eingesetzten Antriebe sind zum Großteil mit I/O-Optionsmodul aufgerüstet, so dass neben dem Antriebsbus im Maschinengestell auf einen zusätzlichen Bus komplett verzichtet werden konnte. „In der gesamten Maschine finden Sie heute keinen externen Bus mehr“, resümiert Carpentier. So genannte DIO-4-Module sorgen für die entsprechende Zahl von IO-Anschlüssen an die I/O-Elektronik der Antriebe.

Der Schaltschrank der Maschine, dessen Volumen noch auf den bisherigen Bedarf ausgerichtet ist, wirkt jetzt sehr luftig. Laut Bernhard Carpentier wird dies nicht lange so bleiben: „Wir werden ihn durch einen wesentlich kleineren Schaltschrank ersetzen. Dadurch sinkt der Platzbedarf der Maschinen, außerdem verbessert sich in diesem Bereich der Zugang zu den mechatronischen Baugruppen.“

Montagezeiten gesenkt

Auch im Maschinengestell wirkt jetzt alles sehr aufgeräumt. Die dicken Kabelbäume – vormals waren 18 Kabel allein für die Antriebstechnik vonnöten – sind verschwunden. Stattdessen verbinden jetzt kurze Anschlussleitungen die Sensoren mit dem jeweils am nächsten gelegenen Servomodul beziehungsweise mit den Erweiterungssteckfeldern. Alle Anschlüsse der Plug&Play-Technologie sind als Steckverbinder ausgeführt. „Das führt zu deutlich niedrigeren Montagekosten“, betont Bernhard Carpentier und ergänzt: „Schon im Schaltschrank entfällt durch die iSH-Antriebe pro Achse ungefähr eine halbe Stunde für die Verkabelung. Und auch bei der Verkabelung im Maschinengestell ergeben sich spürbare Vorteile.“