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Aufs Maximum reduzieren

: LTi Motion


Die Einsparung von Ressourcen beginnt schon in der Planung und Konstruktionsphase der Maschinenentwicklung. Gängige Lösungsansätze dieser Aufgaben sind Trends wie „Schaltschranklose Maschine“ oder „Dezentrale Antriebstechnik“. So verlockend die Versprechen dieser Techniken auch sind, bei einer genaueren Betrachtung kommt man an gewaltigen „neuen“ Aufgaben nicht vorbei. Mit SystemOne ist es LTi gelungen, Motion Controller, Sicherheitssteuerung, zentrale Leistungsversorgung und Mehrachsregler perfekt in einem abgestimmten System zu vereinen.

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LTi hat mit dem SystemOne CM ein optimales Automatisierungssystem mit einfacher Handhabung geschaffen.

LTi hat mit dem SystemOne CM ein optimales Automatisierungssystem mit einfacher...

Betrachtet man die Verkabelung bei traditionell automatisierten Maschinen, die mit einem zentralen maschinenunabhängigen Schaltschrank betrieben werden, so kann diese leicht ein Viertel der Automationskosten ausmachen. Abhilfe kann hier der Einsatz von maschinenintegrierten Schaltschränken schaffen, wodurch die Kabellängen halbiert und für die Ballungszentren der Footprint reduziert wird. Tatsache ist aber auch, dass integrierte Schaltschränke häufig nicht genug Platz für traditionelle Servoantriebstechnik bieten.

Schaltschranklose Antriebstechnik

Einen Schritt weiter geht der Einsatz von schaltschrankloser Antriebstechnik. Hier werden ein Feldbus und die Zwischenkreisspannung von einem zentralen Versorgermodul in ein Hybridkabel eingespeist und so in einer Token Ring Struktur von einem motorintegrierten Antrieb zum nächsten verteilt. Klassisch amortisiert sich diese Lösung gegenüber der traditionellen dualen Sternverkabelung mit Motor- und Encoder-Kabel vom zentralen Schaltschrank bereits ab vier Servomotoren: zum Vergleich mit Automatisierung in maschinenintegrierten Schaltschränken erst ab sieben bis acht Servoachsen. Leider birgt diese Lösung neben der wichtigen Ressourcen- und Kosteneinsparung auch gravierende Nachteile. Das Konfektionieren der Hybridkabel kann nur mit kostenintensiven Spezialwerkzeugen bewältigt werden. In den meisten Fällen scheuen die Maschinenbauer diese Anschaffungskosten und bestellen die Kabel konfektioniert. Ändert sich kurzfristig die Konstruktion der Maschine, müssen neue Kabel beim Hersteller bestellt werden. Hier büßt man beim schaltschranklosen Automatisierungskonzept Flexibilität ein.

Eine weitere Einschränkung
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SystemOne CM bietet mit 48 Achsen und 18 A Spitzenstrom auf einem Meter Bauraum bisher unerreichte Leistungsdichte und Kompaktheit.

SystemOne CM bietet mit 48 Achsen und 18 A Spitzenstrom auf einem Meter Bauraum...

liegt in den großen Biegeradien der Hybridkabel. Eine Nutzung im Kabelschlepp endet häufig nach einem kurzen Produktionszeitraum mit Kabelbrüchen. Der hohe Strom im Zwischenkreis ist nicht ungefährlich und in vielen Fällen kann beim Kabelbruch die Leistungselektronik in den Umrichtern beschädigt werden. Ist dann der Austausch der Antriebstechnik auf den Motoren notwendig, kann man nur hoffen, dass der Servicefall vom Konstrukteur im Maschinendesign schon berücksichtigt wurde und die Motoren mit integrierter Antriebselektronik leicht zugänglich sind. Andernfalls kann für den Servicemitarbeiter die Reparatur zur Kletterpartie durch die Maschine werden. Spannend ist solch ein Einsatz, wenn es sich um eine Maschine mit Hygienezonen handelt. Der Techniker ist gezwungen, sich in einen Schutzanzug zu kleiden und vor erneutem Produktionsstart muss die Anlage zeitintensiv sterilisiert werden. Hier sind Schaltschränke für die Maschinenelektronik deutlich im Vorteil, die defekte Komponente kann getauscht werden und im Nu kann die Produktion weitergehen.

Hohe IP-Schutzklassen für Washdown-Maschinen im Lebensmittel- und Pharmabereich können nur selten, geschuldet der häufig mangelnden Dichtigkeit der komplexen Hybridkabel-Stecker, gewährleistet werden. Eine problematische Erwärmung der motorintegrierten Antriebe ergibt sich durch die Wärmeaddition von Motor und Antrieb sowie durch Hygieneanforderungen bedingte, kleinere Kühloberflächen der Leistungselektronik (Kühlrippen kann man nur schwer reinigen). Diese Leistungsminderung zwingt zum Einsatz von größeren Motorbaureihen. Der Einbauraum und die Anbaumechanik wachsen, dies führt zu einem höheren Energiebedarf der Maschine.

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Durch den Einsatz der Hiperface DSL Ein-Kabel-Lösung vermindert sich das eingesetzte Kabelmaterial sogar auf nur noch 25 %.

Durch den Einsatz der Hiperface DSL Ein-Kabel-Lösung vermindert sich das eingesetzte...

Ressourcen einsparen bei höchster Produktivität

Es entsteht der Eindruck, dass eine im Grunde bahnbrechende Entwicklung nicht zu Ende gedacht wurde. Alternativ gibt es Möglichkeiten mit „einfachen“ Techniken die Vorteile des integrierten Schaltschranks mit einfacher Verkabelungstechnik zu kombinieren. Im Ergebnis, ohne Leistungsverlust, mit kleinsten Biegeradien, aber mit professioneller Wartungsmöglichkeit, spart man Material und somit Kosten.

Diese Lösung bietet LTi in seinem Multiachssystem SystemOne CM mit bisher unerreichter Leistungsdichte und Kompaktheit: 48 Achsen mit 18 A Spitzenstrom auf einem Meter Bauraum. Die Begrifflichkeit Multiachssystem steht hier nicht nur für den Verbund der Antriebe. Neben 16 3-Achsreglern im Bookformat ist auch der in der Leistung skalierbare Motion-Controller, optional mit integrierter Sicherheitssteuerung, in der gleichen Bauform in diesem „Meter“ integriert. Auf Wunsch kann die Steuerung auch von einem Schaltnetzteil in der Zwischenkreis-Versorgereinheit, die die ca. 700 V Zwischenkreisspannung für die Antriebe bereitstellt, gespeist werden.

Weitere externe 24 V Komponenten mit einer Gesamtleistung von bis zu 20 A können mit versorgt werden. Durch die Kompaktheit dieses kompletten Systems bietet sich der Einsatz im maschinenintegrierten Schaltschrank uneingeschränkt an. Zur echten Alternative für schaltschranklose Antriebstechnik wird das System aber durch die Verwendung von Ein-Kabel-Servomotor Anbindungen mit Hiperface DSL Technologie. Diese Technologie spart das Encoder-Kabel zum Motor, da das Geber-Signal auf bestehende
Adern im Leistungskabel aufmoduliert wird.

Bei Maschinen mit abgesetztem Schaltschrank sind typischerweise ca. 20 Meter Motor- und Geber-Kabel verbaut. Durch die Nutzung von maschinenintegrierten Schaltschränken reduziert sich dieser Kabelaufwand um die Hälfte auf ca. 10 Meter. Durch den Einsatz der Hiperface DSL Ein-Kabel-Lösung vermindert sich das eingesetzte Kabelmaterial sogar auf nur noch 25 %. In der Summe ergibt sich durch den Einsatz dieser innovativen Technologien ein hoch performantes System, ohne Nachteile und Einschränkungen. Bei bis zu 15 Achsen ist diese Lösung auch noch kostengünstiger als die am Markt befindlichen, motorintegrierten Antriebslösungen – LTi weist die Richtung beim Umdenkprozess.


LTi hat mit dem SystemOne CM ein optimales Automatisierungssystem mit einfacher Handhabung geschaffen.
SystemOne CM bietet mit 48 Achsen und 18 A Spitzenstrom auf einem Meter Bauraum bisher unerreichte Leistungsdichte und Kompaktheit.
Durch den Einsatz der Hiperface DSL Ein-Kabel-Lösung vermindert sich das eingesetzte Kabelmaterial sogar auf nur noch 25 %.


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