Motoren Integrierte Positionierantriebe – Maßarbeit bei der automatischen Formatverstellung

Ob in Verpackungsmaschinen, an Sinterpressen, in der Getränkeabfüllung, bei der Reifenproduktion oder an Druckmaschinen – überall leisten die automatischen Formatverstellantriebe HIPERDRIVE echte Maßarbeit. Mit dem ergänzten Produktportfolio, der integrierten Positionierantriebe, werden die Wünsche der Anwender bezüglich Leistung, Bedienung und Messverfahren ebenso maßgerecht umgesetzt.

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Lenord, Bauer & Co. GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

CADFEM Germany GmbH

SICK STEGMANN GmbH

SICK AG

Präzision, Wiederholgenauigkeit, Zeitersparnis, chargenbezogene Automatisierung, weniger Ausschuss oder dokumentierbare Prozess- und Verarbeitungsqualität sind die wichtigsten Argumente, die für die Umstellung der Formatverstellung von Handrädern auf automatische HIPERDRIVE-Antriebe sprechen. Hierbei handelt es sich um integrierte Positionierantriebe, bei denen der Motor, das Getriebe, das Messsystem sowie die Leistungs- und Regelungs-elektronik in einem kompakten Gehäuse untergebracht sind. Sie ermöglichen es, Maschinen auch bei kleinen Losgrößen, häufigem Produktwechsel oder variierende Größen von z.B. Primärverpackungen oder Fahrzeugreifen effizient zu betreiben, da sie aufwendige manuelle Einstell- und Justagearbeiten vermeiden.

Mit den Formatverstellantriebe können die Hilfsachsen von Maschinen – zudem im Vergleich zur Verstellung über Handräder - innerhalb wesentlich kürzerer Zeit auf beliebig viele Formate neu eingestellt werden. Damit stiften sie gleich zweifachen Nutzen: Eine Leistungssteigerung der Maschine sowie eine per Hand unerreichbare Einstell- und Wiederholgenauigkeit.

Automatisierungstrend trifft Applikationsdenken

Mit der zunehmenden Verbreitung von HIPERDRIVE-Formatverstellantrieben in den verschiedenen Einsatzbereichen haben sich vielerorts spezifische Applikations-anforderungen herauskristallisiert. Sie betreffen u.a. maschinenspezifische Merkmale wie Spindelsteigung oder Verfahrweg, die gewünschten Abgabeleistungen der Antriebe, die Frage „Haltemoment ja oder nein?“, die erforderliche Auflösung, die Auswahl des Messsystems – inkremental oder absolut? – und auch den Bedienkomfort bei der Einrichtung und dem Betrieb einer Maschine.

Der Wunsch des Anwenders ist somit auch hier „Formatverstellung nach Maß“. Mit dem differenzierten HIPERDRIVE-Portfolio hat SICK STEGMANN diese Automatisierungstrends aktiv aufgegriffen. Die funktional abgestuften Systemversionen stehen für die Möglichkeit, die Anforderungen und Bedürfnisse der Anwender gleichermaßen lösungsorientiert und wirtschaftlich abzudecken. Ob Abgabeleistung, Messverfahren oder Bedienkomfort – der Anwender erhält genau die Systemleistung, die er wirklich benötigt.

Abgestufte Abgabeleistung und Haltemomente

Die erweiterte HIPERDRIVE-Familie bietet bei der Wahl der Abgabeleistung große Flexibilität. Antriebe mit 25W, 30W, 35W oder 45W stehen zur Verfügung. Damit wird das über die meisten Maschinentypen gängige Performance-Spektrum abgedeckt. So eignet sich die 25W-Version für den Ersatz kleinerer Handräder, deren Hilfsachsen, z.B. bei der Formatverstellung in Kartonaufrichtern, nur wenig Leistung benötigen. Die Geräteversionen mit 30W- und mit 45W-Abgabeleistung weisen ein zusätzliches Merkmal auf: Die Selbsthemmung. Dadurch kann der Antrieb an der betreffenden Achse im spannungslosen Zustand nicht verdreht werden, d.h. dass die Antriebsposition in Zeiten, in denen die Maschine abgeschaltet ist, nicht durch von außen wirkende Einflüsse verändert wird.

Selbsthemmung zwingend erforderlich

Erforderlich kann die Selbsthemmung sein, wenn der Formatverstellantrieb an eine Spindel mit großer Steigung angebaut wird, die Position des Abtriebs bei stromloser Maschine aber zuverlässig beibehalten werden soll. Darüber hinaus gibt es Einsatzfälle mit gegenwirkenden Lasten. Hier ist die Motorwelle im Betrieb und im abgeschalteten Zustand einer Gegenkraft ausgesetzt, die eine Positionsveränderung bewirken kann – und eine Selbsthemmung somit zwingend erforderlich macht.

Auflösung und Bedienkomfort nach Maß

Unabhängig von Abgabeleistung und Haltemoment sind alle HIPERDRIVE-Positionier-antriebe in unterschiedlichen Varianten von 16 bis 1024 Schritte/Umdrehung und von 64 bis 4096 auflösbaren Umdrehungen lieferbar. Hinsichtlich des Komforts für das Einrichten und den Betrieb der Maschine stehen Varianten mit Jog-Tasten zur Handverstellung zur Verfügung.

Ist der Motor bei der Inbetriebnahme lediglich an 24VDC angeschlossen, nicht aber an die Steuerlogik der Maschine, kann die Motorwelle durch Drücken der Jog-Tasten per Hand in die gewünschte Position gebracht werden. Dadurch ist auch dann ein Einrichtbetrieb möglich, wenn die Maschine nicht komplett elektrisch angeschlossen ist – was die Inbetriebnahme oft wesentlich erleichtert.

Absolut oder inkremental messen?

Die Differenzierung der HIPERDRIVE-Varianten erstreckt sich auch über die Auswahl des Messsystems. Seit November 2007 sind die Versionen mit Absolutwertgeber verfügbar; die Geräte mit inkrementalem Messsystem folgen im Frühjahr 2008.

Elmar Limberger, Leiter Produktmarketing Format Adjustment Drives bei der SICK STEGMANN GmbH, Donaueschingen

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