Wenn die Kosten beim Automatisieren niedrig bleiben sollen, müssen auch Antrieb und Steuerung dazu beitragen. Am Beispiel einer Wickelmaschine haben Maschinenbauer gezeigt, dass ein Lüfterrad den Job des Drehgebers übernehmen kann.
Die horizontal arbeitende Stretchfolien-Wickelmaschine CutDrive TE 600 zeigt, dass moderne, regelbare Antriebssysteme der Low-Cost-Klasse heute selbst für anspruchsvolle Aufgaben Anwendung finden und einen Mehrwert bieten.
Die Fährenkämper Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft mbH (FEV) in Löhne hat die Maschine konzipiert und gebaut, die beispielsweise in der Holz- und Möbelbranche die unterschiedlichsten Werkstücke verpackt. Daher muss sich ihre Funktionalität flexibel an die Packstücke anpassen lassen – mit Maschinenachsen, die nach Bedarf geregelt werden können.
Die vier Hauptbewegungsachsen der CutDrive TE 600werden über eine Kombination aus Kleinsteuerung Simatic S7-200 und Frequenzumrichter Sinamics G110 geregelt und gesteuert. Das Zuführband, auf das die Werkstücke manuell oder automatisch von einer Fördereinheit oder Roboterlösung aufgelegt werden, treibt ein Frequenzumrichter vom Typ G110 über einen Getriebemotor an. Der Umrichter stellt unterschiedliche Drehzahlen und Geschwindigkeiten und damit die Taktzeiten ein und positioniert die Werkstücke im Wickelprozess. Die An- und Auslauframpen werden hier in die Drehzahlsteuerung integriert.
Die speicherprogrammierbare Steuerung Simatic S7-200 überträgt ergänzend zum digitalen Start-Stopp-Signal eine analoge Sollwertvorgabe an den Frequenzumrichter. So bleiben die Rampenfunktionen individuell steuerbar. „Das ist notwendig“, erklärt FEV-Entwicklungsleiter Andreas Brandl, „weil wir unterschiedlichste Werkstücke aus verschiedenen Geschwindigkeiten heraus auf zwei Millimeter genau positionieren müssen.“
Auch die Positionserfassung haben die Löhner pragmatisch umgesetzt. Der vom Frequenzumrichter gesteuerte Getriebemotor besitzt zur Eigenkühlung ein metallisches Lüfterrad. Auf seiner Abdeckung wurden zwei induktiv messende Sensoren aufgesetzt, die jeden Flügel des Lüfterrades detektieren. Bei sechs Flügeln am Umfang ergibt das hinreichend genaue Inkremente für die Positionierregelung. Die Sensorsignale werden direkt auf einen Highspeed-AB-Phasenzählereingang der Steuerung geführt. Damit kann der sonst erforderliche Drehgeber entfallen. Werkstücklänge und -lage ermitteln Lichtschranken auf der Zuführstrecke, und die S7-200 setzt diese Werte in die richtige Beziehung.Die gleiche Positionierlösung wurde auch beim Wickelkopf genutzt, beim Förderband der Auslaufstrecke sowie beim mitfahrenden Trennsystem.
Entwicklungsleiter Andreas Brandl ist mit der Antriebs- und Steuerungslösung zufrieden: „Überall dort, wo Teile zur Transportsicherheit, zum Kantenschutz und zur Oberflächenabschottung umwickelt werden müssen, lässt sich die CutDrive TE 600 nutzen und individuell an den Bedarf anpassen – in der Holz- und Möbelindustrie, aber auch in anderen Bereichen.“
Martin Altenhoff Siemens AG, Automation and Drives
Sechs Flügel liefern Signale an die Steuerung
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