"Als ein großer Fisch in kleineren Teichen mitschwimmen"

Einkabel-Lösung, lagerlose Drehgeber oder unbeirrbare Neigungssensoren: Kübler steckt für sich Segmente ab. Für die Kübler Gruppe waren die vergangenen 24 Monate ein Entwicklungsmarathon, heißt es aus Villingen-Schwenningen. Mit welchem Erfolg, wird sich am Markt zeigen. Erreicht wurden offenbar zumindest schon so einige Etappenziele. So haben die Antriebsspezialisten aus dem Schwarzwald beispielsweise mit einer neuen Produktfamilie an Motorfeedback-Drehgebern und Einkabel-Lösung für Servomotoren entwickelt und damit auf Trends in der Antriebstechnik reagiert. Denn die Kommunikation zwischen einem Motorfeedback-System und dem Antriebsregler gilt Kübler zufolge als ein entscheidender Faktor für die Performance des Antriebssystems, vor allem bei dynamischen Achsen, gleichmäßigen Geschwindigkeitsregelungen sowie bei der Positioniergenauigkeit.

Bisher entschieden demnach proprietäre Schnittstellen über die Auswahl der Komponenten und nicht die Anforderungen an die Applikationen. Doch zunehmend verfolgen Antriebshersteller eine Second-Source-Strategie und öffnen proprietäre Schnittstellen, um Kosten und Risiken zu minimieren. Daraus soll sich künftig mehr Flexibilität und eine verbesserte Kosteneffizienz ergeben.

Als weiteren Trend in der elektrischen Antriebstechnik hat Kübler die Einkabel-Lösung identifiziert. Dem Hersteller zufolge gehört sie derzeit zu den bedeutendsten Weiterentwicklungen. Diese ermöglicht weitere Kosteneinsparungen bei gleichzeitiger Vereinfachung des Antriebssystems.

Plattformkonzept: Motorfeedback für Servomotoren

Nun hat Kübler eine neue Produktfamilie Motorfeedback-Drehgeber in Zusammenarbeit mit Herstellern von Servomotoren und -umrichtern entwickelt. Sie basieren auf einer Plattform. Die Besonderheit der neuen Sendix S36 Motor-Line Drehgeber ist die kompakte Baugröße von 36,5 mm bei einer gleichzeitig maximalen Auflösung von 2048 SinCos / Umdrehung oder 24 Bit volldigital. Vorteil: Mit einer Baugröße lassen sich mehrere Performance-Stufen realisieren, wo bisher mindestens zwei verschiedene Drehgeber-Baugrößen von z. B. 36 mm und 58 mm benötigt wurden.

Die mechanische Anbindung zwischen Motor und Drehgeber ist dabei unabhängig von der gewünschten Performance-Stufe. Denn der Sendix S36 vereint dies in einer kompakten Baugröße, und somit ergibt sich eine Reduktion der Motorenvarianten. Die mechanische Anbindung wird dadurch standardisiert. Bisherige Motoren, die einen Drehgeber in der Baugröße von 58 mm im Einsatz haben, können nun deutlich kompakter mit dem Sendix S36 Motor-Line gestaltet werden. Für die Standardisierung steht eine Konus- oder Sacklochwelle mit unterschiedlichen Drehmomentstützen zur Verfügung. Und durch das Plattformkonzept ergibt sich eine Vielzahl an möglichen elektrischen Schnittstellen.

Einkabel-Lösung: Konsortium legt Schnittstelle offen

Im Konsortium mit Baumer und Hengstler unterstützt Kübler zudem SCS Open Link, eine gemeinsame, offengelegte Schnittstelle. Einer der größten Kostentreiber in jeder Automatisierungsarchitektur seien Kabel und Stecker. Hier könne dank offener Schnittstelle eine Einkabel-Lösung ihren Beitrag leisten, um Spannungsversorgung und Datenübertragung bei beengtem Bauraum durch ein Kabel zu realisieren. Dies sei vor allem entscheidend bei Servomotoren der Baugröße 40 mm. Die Einkabel-Lösung eignet sich aufgrund des volldigitalen und echtzeitfähigem Protokolls für einen Smart-Motor-Lösungen.

Und zusätzlich ist auch die Anbindung von weiteren Sensoren wie zum Beispiel Temperatursensoren möglich, die zur Messung der Wicklungstemperatur dienen und über das volldigitale Protokolle der Einkabel-Technologie an den Servoumrichter übertragen werden. Die Sendix S36 Motor-Line Drehgeber mit Einkabel-Lösung sollen damit für die Anforderungen von Industrie 4.0 und an den Smart Motor gerüstet sein.

Smarte Integration: Lagerlose Drehgeber-Systeme

Ein weiterer Trend in der Antriebstechnik: die Integration bisher separat montierter Komponenten zu einem System. Herrschte vor einigen Jahren noch eine strikte Trennung zwischen Motor, Feedback-System, Verkabelung, Antriebsverstärker und Steuerung, so existieren heute eine Vielzahl von dezentralen Antriebssystemen, bei denen bis hin zum Antriebsverstärker mit leistungsfähigen Steuerungsfunktionalitäten alles integriert ist.

Eine besondere Herausforderungen der Integration sei laut den Spezialisten von Kübler, wenn Antriebssysteme, die aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit bisher als Feedback-Systeme hochauflösende, eigengelagerte optische Drehgeber verwendeten, mit kompakten lagerlosen und robusten magnetischen Gebersystemen ausgestatteten werden sollen, um Platz und Kosten zu sparen.

Die Hürde: Das magnetische Messprinzip verbietet eigentlich den Einsatz in unmittelbarer Umgebung von magnetischen Störfeldern, wie sie von Elektromotoren und insbesondere elektromagnetisch betätigten Bremsen ausgehen.

Kübler ist es gelungen, kompakte, lagerlose, magnetische Drehgeber in und an Servo-Antriebsmotoren zu integrieren. Ursächlich für diesen Erfolg seien insbesondere FEM-berechnete Abschirmsysteme und eine smarte, digitale Echtzeit-Signalverarbeitung.

Neue Schleifringgeneration: Zukunftssichere Übertragung

Die neue Schleifringgeneration aus dem Hause Kübler mit ihren Produktfamilien SR120, SR160 und SR250 sind Ethernet-fähig und übertragen neben der elektrischen Leistung bis 120 A und der Steuersignale zugleich große Datenmengen in Echtzeit. Sie sind damit ausgerichtet auf die zunehmende digitale Vernetzung moderner Produktionsanlagen mit längeren Wartungszyklen.

Seilzuggeber: Unbeirrbarer Neigungssensor

Zudem hat Kübler die neuen Seilzuggeber C100 und D125 mit integriertem Neigungssensor entwickelt. Hintergrund: In der mobilen Automation werden Länge, Winkel und Neigung gemessen. Für jede Messung benötigt es eine andere Sensorik wie etwa Drehgeber, Seilzuggeber oder Neigungssensoren. Dies führt üblicherweise zu einer höheren Komplexität des Gesamtsystems. Kübler hat nun die Kombination von Neigewinkel und Auszugslänge in einem Gerät vereint. Neue Seilzuggeber in der Kategorie Base-Line sind mit einem integrierten Neigungssensor ausgestattet und auch als redundante Sensorik verfügbar. Der Messbereich reicht bis zu 10 m.

Seit Jahren liefert Kübler Sensorlösungen für die mobile Automation wie etwa Mobilkränen. Beispielsweise entwickelte Kübler hier einen kompakten, magnetischen Multiturn Drehgeber, der heute in vielen Applikationen eingesetzt wird – den Sendix M36.

Daraus das Entwicklerteam die neue Generation Neigungssensoren IN81 und IN88 abgeleitet. Ein Fokus lag dabei auf der konstanten und genauen Messung sowie der notwendigen Robustheit für unbeirrbare Messungen trotz harter Umweltbedingungen.

Sicherheit: Lineares Messsystem für Schachtkopierung

Seit Kurzem gelten mit der EN 81-20 und EN81-50 neue Standards für alle Personen- und Güteraufzüge neue Standards, vor allem in puncto Sicherheit. Für die exakte Positionierung der Aufzugskabine, die sogenannte Schachtkopierung, hat Kübler ein lineares Messsystem entwickelt, das direkt auf der Aufzugskabine montiert wird. Es erfasst permanent die absolute Position, was zur präzisen Anfahrt an das gewünschte Stockwerk erforderlich ist. Das absolute Positions-Feedback macht bei einem Stromausfall eine Referenzfahrt überflüssig, über die gesamte Förderhöhe bis zu 392 m stehen absolute Positionswerte mit einer Auflösung von 1 mm zur Verfügung.