Ein Servoantrieb als Drehmomentschrauber

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Testaufbau erzielt perfekte Ergebnisse bei Drehmomentgenauigkeit

Gute Ergebnisse erzielte bereits der erste Versuch mit einem älteren Antriebsmodell. Der aktuelle Testaufbau mit Panasonics Minas A6 lieferte allerdings von der Drehmomentgenauigkeit sofort perfekte Ergebnisse, ganz ohne das System aufwendig kalibrieren zu müssen. Die durchschnittliche Wiederholgenauigkeit des Drehmomentes lag in Tests bei ±4 % in einer realistischen Schraubanwendung. Unter Laborbedingungen sind ±1 % möglich.

Ferdinand Fuchs, Geschäftsführer bei ADT Fuchs erklärt: „Besonders erstaunlich war, dass das System auf Anhieb und vor allem out-of-the-box so leicht funktioniert hat.“ Der Antrieb fungiert bei ADT als Drehmomentschrauber. Der Servoantrieb wurde sozusagen zweckentfremdet. So funktioniert der Schrauber ohne vorgesetztes Getriebe.

Wichtige Funktionen des Minas A6:

• Hochauflösender 23-Bit-Encoder – 23-Bit (8388608 P/U); einsetzbar als Inkremental- und Absolutencoder; reduziert die Anzahl der Modelle um die Hälfte

• Extrem kompakte Bauform – neue Gehäusekonstruktion (Einzelpoltechnologie, noch schmalerer Encoder); Länge reduzierte sich um 30 %, Gewicht des Motors reduziert um bis zu 10 %

• IP67-Schutzart bei allen Motoren mit Steckanschluss – verbesserte Motorabdichtungen, Stecker-Direktmontage auf den Motoren und optimierte Ein- und Ausgangsbereiche des Encoders für mehr Strapazierfähigkeit in realen Industrieumgebungen; erfüllt Anforderungen der IP67-Schutzklasse

• Maximale Drehzahl – 6500 min^–1

• Geringes Rastmoment

• Leistung – 50 W bis 5 KW; 1-phasig 200 V (50 W bis 5000 W); 3-phasig 200 V; niedriges, mittleres, hohes Massenträgheitsmoment

• Einheitlicher Encoder – als Absolut- und Inkremental-Encoder verwendbar

• Neu entwickelte Öldichtung mit Dreifachlippe – ex-tremer Schutz vor Staub und Öl

Prüfstand zur Demonstration entwickelt

Als nächsten Schritt galt es die Komponenten SPS, Touchdisplay, Servoregler und Netzteil in einem ADT-Gehäuse unterzubringen. ADT Fuchs übernahm die Verkabelung der Komponenten. Bei der komplexen Programmierung der SPS und des Antriebsreglers hat Panasonic unterstützt.

Fuchs erinnert sich: „Zur Demonstration des Systems entwickelte ADT Fuchs einen Prüfstand, der mittels einer Scheibenbremse den Motor bremst. Durch das Minas-A6-System wird das Drehmoment überwacht und der Motor zielgenau gestoppt. Das System veranschaulicht, welche hohen Genauigkeiten bei Schraubanwendungen mit dem Minas A6 Servo Drive realisiert werden können. Der Prototyp zeigt bereits ansatzweise, welch ein enormes Potenzial in dieser Anwendung steckt.“

Geringe Anschaffungskosten

Durch die Verwendung eines Servoantriebes als Schrauber können Anwender enorme Vorteile erzielen. Sie erhalten die gleiche Genauigkeit wie bei EC-Schraubtechnik, auch bei komplizierten Verschraubungen. Verglichen mit einem handelsüblichen Schraubsystem kommt der Minas A6 bei einer Schraubanwendung aber nie an seine Grenzen und der Kunde benötigt zudem kein Getriebe. Hierdurch werden die Anschaffungs- und Unterhaltskosten deutlich reduziert. Handelsübliche Schraubsysteme kosten mehrere Tausend Euro, die Anschaffung der Minas A6 liegt bei einem Bruchteil davon. Insgesamt kann der Anwender so eine Kostenreduktion von 50 % im Vergleich zur normalen EC-Schraubtechnik erzielen.

Künftig will ADT die Funktionen noch erweitern, so soll der Anwender dann direkt über das Touchdisplay alle relevanten Parameter wie Ziel-Drehmoment, Drehzahl, zweistufige Verschraubung mit zwei Drehzahlen für die Verschraubung eingeben können. Unter optimalen Bedingungen könnte ADT Fuchs das neue System bereits auf der nächsten Motek im Herbst 2017 in Stuttgart vorstellen. (sh)

* Michael Gartz ist General Manager Sales & Product Management Control & Drives bei der Panasonic Electric Works AG

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