Kundenspezifisch angepasste Servoverstärker

Unterstützung für vernetzte Schraubsysteme

Nicht zuletzt aufgrund von kundenspezifischen Wünschen steigt die Variantenvielfalt im Maschinenbau kontinuierlich. Die Hersteller stehen vor der Herausforderung, die Vielzahl an angebotenen und realisierten Anlagen überhaupt wirtschaftlich und effizient realisieren zu können. Immer öfter kommt dabei Unterstützung von den Komponentenanbietern, wie der folgende Fall aus der Servotechnik zeigt.


Für die neue Schraubergeneration der SX-Reihe entwickelte die Firma Alfing Montagetechnik (AMT) Steuerungen, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt von überall aus bedient werden können. Der Zugriff auf die Steuerung erfolgt über eine Netzwerkverbindung und ein mobiles Endgerät wie Tablet oder Smartphone. Programmierung, Fehlerdiagnose, Instandsetzung - jede Aktion ist orts- und zeitunabhängig möglich. Der verbaute Servoverstärker des Typs SD3 aus dem Hause Sieb & Meyer ist für die zyklische, serielle Kommunikation mit der in die Schrauber integrierten Tool-Elektronik zuständig und übernimmt sämtliche Antriebs- und Regelungsfunktionen. Die Überwachung und Diagnose der Antriebskomponenten und Betriebsparameter ist ebenfalls Teil der Softwarefunktionalität von Sieb & Meyer. Der Zugriff auf die Hardwarekomponenten wie I/O- und sonstige Schnittstellen erfolgt durch den Servoverstärker, die anwendungsspezifische Software greift über die systeminterne Schnittstelle auf die Schnittstellen zu. Daneben stellt das Gerät noch Safety-Funktionen zur Verfügung.

Flexibel individuelle Anforderungen erfüllen

Um das zu ermöglichen, passte der Hersteller die Hardware des SD3 bezüglich Schnittstellen und Bauform kundenspezifisch an. Unter anderem wurde das Betriebssystem des Geräts um einen Realtime-Bereich erweitert. In diesen lassen sich zeitkritische Funktionen wie die Steuerung des Schraubablaufs als Plugin zur Software integrieren. Der Zugriff auf antriebsspezifische Funktionen erfolgt über eine systeminterne Schnittstelle. Weniger zeitkritische Funktionen lassen sich über zusätzliche Applikationen realisieren, die im Non-Realtime-Bereich des Betriebssystems laufen. "Die Leistungsfähigkeit der Hard- und Software erlaubt es, eine große Anzahl kundenspezifischer Anforderungen mit unserem Standardgerät zu erfüllen", so Thomas Zeller, Entwicklungsleiter Schraubtechnik bei AMT über die Anpassungsmöglichkeiten, "Hardwareerweiterungen oder ein zusätzlicher Steuerungsrechner sind nur in Sonderfällen notwendig. Der Standardschnittstellenumfang wurde für uns so angepasst, dass eine Vielzahl von Peripheriegeräten angeschlossen werden kann."

Basisgerät für unterschiedliche Anforderungen

Die AMT-Variante des Servoverstärkers SD3 wird als Secondary Device innerhalb eines Mehrfachschraubsystems und als Primary Device bzw. Einkanalsteuerung verwendet. Hierzu wurde die Ethernet-Schnittstelle als 2-Port-Switch ausgeführt. Die Mehrzahl der Schrauber sollte mit demselben Steuerungstyp betrieben werden. Dies setzte eine einphasige Einspeisung voraus. Nur für sehr leistungsfähige Schrauber im Hochdrehmomentbereich wird eine direkte dreiphasige Einspeisung benötigt. Das Gerät musste sowohl als platzsparendes Schaltschrankmodul als auch als Einbaugerät für Einkanalsteuerungen zur Verfügung stehen. "Diese Anforderungen wurden vom Lieferanten mit einem Basisgerät durch zwei verschiedene Varianten realisiert", erzählt Zeller. "Das Schaltschrankmodul baut Sieb & Meyer in ein Metallgehäuse ein, die Einkanalvariante wird als Einbaugerät ohne Gehäuse geliefert." Auch die für den US-Markt benötigte NRTL-Zertifizierung wurde eingeholt.

Servoverstärker als Netzwerker

Das Hardwarekonzept des Servoverstärkers SD3 mit standardmäßiger Ethernet-Schnittstelle sowie das Betriebssystem haben einen großen Anteil an der Industrie-4.0-Fähigkeit der AMT-Schraubsysteme. Zusammen mit dem integrierten Web-Server erlauben sie den Fernzugriff auf die Steuerung über beliebige, browserfähige Endgeräte wie Tablets, Smartphones und PCs. Durch die Ethernet-Schnittstelle lassen sich die Schraubersteuerungen direkt in die Fertigungsnetze der Kunden integrieren. Die Kundenkonzepte sehen häufig eine direkte Kopplung der Schraubersteuerung mit der Montageleitsteuerung vor. Solldatensätze werden hierbei fahrzeugbezogen übertragen. Wird die Steuerung zusätzlich an ein Störmeldesystem des Kunden angebunden, können Warn- und Störmeldungen direkt an dieses übertragen werden. Durch die integrierte Wartungszählerfunktion kann das System z.B. melden, wenn eine Wartung des Schraubers ansteht. Im Fall einer Warn- oder Störmeldung kann sich ein Instandhalter über ein beliebiges, Browser-fähiges Gerät auf das System aufschalten, ohne eine spezielle Visualisierungssoftware zu benötigen. Eine erste Fehlerdiagnose ist damit bereits möglich, ohne vor Ort oder am Arbeitsplatz-PC zu sein.

Fazit

Netzwerkfähigkeit, Flexibilität, anwendungsspezifische Schnittstellen und Funktionen: Mit dem Servoverstärker SD3 stellt Sieb & Meyer eine leistungsstarke und individuelle Lösung für Industrie-4.0-Anwendungen zur Verfügung. Neben der Performance des SD3 zeigt sich Thomas Zeller auch mit der kundenorientierten Arbeitsweise des Lieferanten zufrieden: "Die Zusammenarbeit verlief sehr gut - sowohl im Vertrieb als auch in der Entwicklung. Wir wurden früh in die Konzeptionierung eingebunden und konnten so unsere individuellen Anforderungen einbringen."

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