Olympiade der Technik

Antriebe – Schneller, höher, weiter. Dieser olympische Grundsatz gilt auch für die Technik. Bei Antrieben heißt das kompakter, präziser, dynamischer.

20. August 2008
Die Automata 2.5. von IEMCA ist ein Portalsystem für das automatische Zu- und Abführen von Werkstücken in Werkzeugmaschinen.
Bild 1: Olympiade der Technik (Die Automata 2.5. von IEMCA ist ein Portalsystem für das automatische Zu- und Abführen von Werkstücken in Werkzeugmaschinen.)

Bei Olympiaden möchten die Sportler, die sich qualifi ziert haben, auch zu den Besten gehören. Andererseits gilt dort das gefl ügelte Wort: »Dabei sein ist alles.«

Für die Hersteller in der Antriebstechnik ist es die Herausforderung, dabei zu sein und gleichzeitig immer kompakter, präziser und dynamischer zu werden. Sie müssen sich zudem Aufgabengebieten wie Mechatronik, Sicherheit und Energieeffi zienz stellen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Als einer der Anbieter im Markt sieht sich der italienische Antriebsspezialist Bonfi glioli mit seinem umfassenden Produktprogramm und gezielten Ergänzungen im Servobereich für die Zukunft gut gerüstet.

Hochpräzise und dynamische Antriebstechnik ist notwendig auch bei Maschinen, die auf den ersten Blick einfach und unbedeutend erscheinen. Werkstück- Zuführeinheiten wie die Automata 2.5 von IEMCA oder die Rohrbohrfräsmaschine von Kärcher aus Zell unterm Aichelberg sind Beispiele dafür.

Als Peripheriegeräte von Werkzeugmaschinen muss sich die Zuführeinheit dem Takt und der Geschwindigkeit anpassen können. Und bei einer Bohr- und Fräsmaschine selbst erwartet der Nutzer von vornherein höchste Genauigkeit. Bei beiden Maschinen setzen die Hersteller auf das neue Servo-Antriebssystem von Bonfiglioli.

Automata 2.5 heißt das neue Portalsystem zum Laden, Entladen und Lagern von Rohteilen von IEMCA aus Faenza bei Ravenna. Das System ist ein in sich stabiler Galgenportalroboter, der wie ein Baukran mechanisch weitgehend unabhängig an die Werkzeugmaschine gestellt wird. Die Werkzeugmaschine selbst bleibt weiterhin frei zugänglich, die Werkstückzu- und -abführung erfolgt von oben. Das strukturelle Design, das auf einer exakten FEM-Analyse des fertigen Systems basiert, garantiert eine extreme Starrheit des Systems. In Kombination mit der mechanischen Unabhängigkeit werden durch das Portal keine Vibrationen von oder auf die Werkzeugmaschine übertragen – die Qualität der Bearbeitung ist dauerhaft gewährleistet. Mit Zykluszeiten von nur sieben Sekunden lassen sich auch kurze Bearbeitungen komplett automatisieren. Und aufgrund der einfach zu handhabenden Programmierung liegt die Umrüstzeit bei ebenfalls nur sieben Minuten, sodass sich das System auch bei Kleinserien lohnt.

Zwei oder vier Achsen

Je nach Ausbaustufe und Größe der Werkstücke ist die Automata 2.5 entweder als Zwei- oder Vierachsportal ausgeführt. Um die Zykluszeiten sicherzustellen, sind bei den Verfahrwegen bis 2,5 m in der Horizontalen und 1,2 m in der Vertikalen Beschleunigungen von 1 g zu realisieren. Eine dauerhafte Wiederholgenauigkeit von 0,1 mm ist die versprochene Präzision.

Als Aktoren kommen Servoantriebe von Bonfiglioli zum Einsatz. Das breite Spektrum an spielarmen Planetengetrieben und spielarmen Winkelgetrieben in Kombination mit einer Auswahl an dynamischen Servomotoren soll es den Konstrukteuren von IEMCA einfach machen, das jeweils richtige Antriebssystem auszuwählen. Über eine SPS in direkter Verbindung mit der Werkzeugmaschine gesteuert, bringen die Antriebe von Bonfi glioli die Werkstücke präzise in Position.

AC-Drehstrommotoren plus Active Cube-Umrichter

Diese Möglichkeiten macht sich auch Kärcher zunutze. In der neuen Rohrbohrfräsmaschine des schwäbischen Maschinenbauers führt der brandneue Servoumrichter Active Cube das Kommando, spielarme Planetengetriebe an Asynchronmotoren setzen die Befehle präzise und dynamisch um. In Kürze können die neuen Synchron- Servomotoren von Bonfiglioli zum Einsatz kommen.

Die neu entwickelte automatische Rohrbohrfräsmaschine Auto-Robo 30 ermöglicht es, gerade oder schräge Geländerrahmen oder Möbelteile wirtschaftlich und automatisiert zu fertigen. Eine Besonderheit ist der mögliche große Bohrwinkel für Bohrungen bis 53 Grad Schräge in Edelstahl.

Die Maschine bohrt Rohre auch für Durchgangsbohrungen von der zweiten Seite, damit der Grat im Rohr innen bleibt und das Werkzeug mit Minimalschmierkühlung eine optimale Standzeit erreicht. Dazu wird das Rohr mit dem Backenfutter in wenigen Sekunden um 180 Grad verdreht und das Aggregat automatisch auf die gegenüberliegende Seite auf Anschlag im gleichen Winkel geschwenkt.

Als Antriebe werden robuste AC-Drehstrommotoren von Bonfiglioli eingesetzt, die mit der neuen Servoumrichterreihe Active Cube mit integrierter Motion Control Software in der Drehzahl, im Drehmoment und der Position geregelt werden. Der Servoumrichter Active Cube (englisch für Active³) bringt somit die notwendigen Eigenschaften für die Maschine von Haus aus schon mit.

Mit der Synchronisierungsfähigkeit bis 64 Achsen über den serienmäßig eingebauten Systembus auf CAN-Bus-Basis eröffnen sich auch in wesentlich komplexeren Maschinen vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Bei der Rohrbohrfräsmaschine aus dem Schwabenland überzeugen vor allem die Dynamik und einfache Konfiguration.

Mit dem Active Cube wurde auch die Konfigurationssoftware von Bonfiglioli Vectron, dem Kompetenzzentrum Antriebselektronik von Bonfiglioli mit Sitz in Krefeld, auf den neusten Stand gebracht.

Jetzt heißt sie VPlus³ und integriert neben Setup, Analyse und Visualisierung auch die Erstellung und Verwaltung von Fahrprogrammen, den sogenannten »Motion Blocks« und die Einstellungen zu den ebenfalls ganz neuen Servomotorenreihen des Hauses.

Bis zu einer Leistung von 65 und bald sogar 132 Kilowatt soll die Active-Cube-Reihe, ergänzt um zwei Servomotorenreihen und einen umfassenden Baukasten an spielarmen Servogetrieben, frischen Wind in die Servo-Antriebstechnik bringen.

Große Produktpalette

Bonfiglioli bleibt seinem eigenen Anspruch treu und möchte wirtschaftliche Lösungen für den Einsatz in der Breite bieten. »Auch Maschinen, die auf den ersten Blick nicht so hohe technische Anforderungen stellen, stehen bei uns im Fokus, und wir bieten ihnen mit unserem Produktspektrum auch im Servobereich eine dynamische und präzise Alternative«, fasst Thomas Becker, Geschäftsführer von Bonfi glioli in Deutschland, die Strategie des Unternehmens zusammen.

Chris Liebermann, Bonfiglioli/mk

Erschienen in Ausgabe: DIGEST/2008