High-Speed-Frequenzumrichter Präzision ist Leidenschaft - bei Schweizern und Deutschen

Autor / Redakteur: Ines Näther / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Decolletage, Funkenerodieren, Fräsen, Drehen, Schleifen und Taillieren sind nur einige Anwendungen bei denen Motorspindeln von Meyrat SA zum Einsatz kommen. Allen gemeinsam: es muss akkurat zugehen – gerade bei wachsenden Anforderungen. Maßgeschneiderte Antriebe von Sieb & Meyer stellen sich als perfekte Lösung heraus.

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Zu den Kunden von Premium-Motorspindel-Hersteller Meyrat gehören auch Uhrenproduzenten. Sieb & Meyer liefert die passende Antriebstechnik. Für alle ist Präzision ein Muss.
Zu den Kunden von Premium-Motorspindel-Hersteller Meyrat gehören auch Uhrenproduzenten. Sieb & Meyer liefert die passende Antriebstechnik. Für alle ist Präzision ein Muss.
(Bild: Mark Strobl, flickr.com (CC BY 2.0))

Biel/Bienne ist die größte zweisprachige Stadt der Schweiz sowie Dreh- und Angelpunkt der Uhrenindustrie. Rolex und Swatch produzieren hier ihre Uhrwerke. Sie gehören, wie mehr als 20 weitere namhafte Unternehmen, zum Biehler Wirtschaftsnetz Präzision. Darunter ist auch Meyrat SA

. Bei dem Premiumhersteller von Motorspindeln bestimmt ebenfalls die Leidenschaft für hohe Präzision seit 1947 die Arbeit.

Heute entwickelt und produziert das Unternehmen Spindeln für kleine bis mittelgroße Werkzeugmaschinen. Diese eigenen sich für die unterschiedlichsten Anwendungen, wie zum Beispiel für das Abrichten, Abwälzfräsen, Bohren, Drehen, Erodieren, Fräsen, Gravieren, Langdrehen, Schleifen und Schneiden. „Neben den Standardprodukten bieten wir aber auch anwendungsspezifische Lösungen an, die wir individuell im Auftrag unserer Kunden entwickeln und produzieren“, erklärt Daniel Gigandet, Leiter der Entwicklung bei Meyrat. Über 100.000 Spindeln wurden bereits in Maschinen in aller Welt verbaut. Zu ihren Kunden zählen Maschinenhersteller, die Elektroindustrie, Fahrzeug- und Flugzeughersteller, Medizintechnikunternehmen, Uhrenproduzenten sowie Werkzeughersteller.

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Gesucht: passender Frequenzumrichter für Hochfrequenzspindeln

Im Standardsortiment sind konventionelle Riemenspindeln sowie motorbetriebene Hochdrehmoment- und Hochfrequenz-Spindeln erhältlich. Letztere sind universell einsetzbar und überzeugen insbesondere mit ihrer hohen Rotationsgeschwindigkeit und dem genauen Rundlauf. Eine Luft- oder Wasserkühlung garantiert eine stabile Betriebstemperatur. Je nach Schmierungsart (Fett oder Öl-Luft-Gemisch) sind Drehzahlen bis zu 150.000 U/min möglich.

„Ende des Jahres 2008 haben wir eine neue Spindel für diese Reihe entwickelt, die MHF-30“, erinnert sich Daniel Gigandet. Für die kleineren Hochfrequenzspindeln mit 22 bzw. 25 mm Durchmesser verwendete Meyrat bis dato einen Frequenzumrichter Schweizer Herkunft, der für die Spindeln mit einem größeren Durchmesser aber nicht über genug Leistung verfügte. „Zu diesem Zeitpunkt setzten wir auf einer unserer Prüfbänke für Hochfrequenzspindeln bereits seit einigen Jahren einen Frequenzumrichter von Sieb & Meyer ein und hatten damit sehr gute Erfahrungen gemacht“, erläutert der Entwicklungsleiter. „Deshalb haben wir das deutsche Unternehmen damals beauftragt, gemäß unserem Pflichtenheft einen maßgefertigten Frequenzumrichter zu entwickeln und bauen.“

Gefunden: Eine maßgeschneiderte Lösung

Die Anforderungen waren vielfältig: Der neue High-Speed-Frequenzumrichter sollte im Vergleich zur bestehenden Lösung nicht nur über eine höhere Ausgangsleistung verfügen, sondern auch besser bedienbar sein – ohne das Bauvolumen zu vergrößern. Weil Meyrat weltweit alle Märkte bedient, musste der FU zudem für die unterschiedlichen Netzspannungen und -frequenzen sowie vielfältige Einsatzumgebungen zum Beispiel in Haushaltsnetzen ausgelegt sein. Er sollte die Niedervolt-Bearbeitungsspindeln mit Asynchron- und Synchronmotoren flexibel antreiben, die maximale Betriebsspannung beträgt bis 3 x 80 VAC. Aufgrund der Baugröße der Spindeln ist ein Drehzahlsensor nicht integrierbar, woraus sich ein sensorloser Betrieb ergibt.

Um den weltweiten Einsatz zu ermöglichen, realisierte Sieb & Meyer einen Weitbereichs-Spannungseingang zwischen 115 und 230 VAC mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur (PFC). Ein DC/DC-Wandler mit Hochfrequenztaktung begrenzt die maximale Ausgangsspannung. Im Vergleich zur bis dato eingesetzten Antriebslösung konnten die Lüneburger die Ausgangsleistung von ca. 160 VA auf 420 VA erhöhen – bei unverändertem Bauvolumen. Der neue kundenspezifische Frequenzumrichter basiert bezüglich der Regelungstechnik (Hard- und Software) auf der bewährten Technologie von Sieb & Meyer. Ein bestehendes Aufsteckbedienteil wurde in das Gerät integriert und um die kundenseitigen Zusatzanforderungen erweitert.

So lassen sich Bearbeitungsprozesse optimieren

„Die Anforderungen wurden also auf ganzer Linie erfüllt“, bestätigt Gigandet. Darüber hinaus würden sich für Meyrat aber noch viele weitere Vorteile ergeben, angefangen bei der einfachen und schnellen Parametrierung: Dabei handelt es sich um eine Multiparameter-Ausführung, sodass sich sämtliche Parameter für alle aktuellen Spindeln automatisch abrufen lassen. Der Leistungsstecker verfügt über eine Spindelcodierung, mit deren Hilfe der Frequenzumrichter sämtliche Spindeln automatisch den richtigen Parametern zuordnen kann.

Damit noch nicht genug: „In Relation zur Größe des Geräts ist die Ausgangsleistung mit 420 VA sehr hoch“, betont Daniel Gigandet. „Zudem hat sich die sensorlose Regelung bei unseren synchronen Motoren als sehr leistungsfähig erwiesen.“ Lobende Worte findet er auch für die integrierte Lastanzeige, die das Stromniveau anzeigt – so kann der Anwender die Bearbeitungsprozesse optimieren. Nicht zuletzt ist der Frequenzumrichter kompatibel mit allen älteren Generationen. Meyrat kann somit seinen Kunden bei Bedarf einen Austausch der Geräte anbieten.

Alles aus einer Hand – passgenau nach Wunsch

„Mit unseren kundenspezifischen Lösungen können wir die Anforderungen der Kunden passgenau erfüllen“, sagt Rolf Gerhardt, Leiter Vertrieb Antriebselektronik bei Sieb & Meyer. „Wir bieten maßgefertigte Systeme für Hochgeschwindigkeits-Frequenzumrichter und -Einspeisesysteme sowie intelligente Antriebsverstärker.“ Die Bandbreite der Leistungen reicht dabei von einfachen Soft- und Hardwareanpassungen, wie speziellen Gehäuseformen oder Schnittstellen, bis hin zu komplett neu definierten Geräten und Funktionen. Von der gemeinsamen Planung bis zur Serienproduktion des spezifischen Antriebssystems erhält der Kunde alles aus einer Hand. Die maßgeschneiderten Lösungen werden auf Basis von Standardkomponenten, die sich bereits erfolgreich auf dem Markt etabliert haben, konzipiert. Dazu kommt die über 50-jährige Erfahrung aus einer Vielzahl von kundenspezifischen Antriebssystemen, die in Serien von ca. 10 bis 20.000 Stück produziert werden.

„Die Vorschläge von Sieb & Meyer sind technisch innovativ und haben uns bereits mehrere Male geholfen, geeignete Lösungen für die unterschiedlichsten Anwendungen und Anforderungen zu finden“, bestätigt Daniel Gigandet. „Der direkte Kontakt mit einem kompetenten Ansprechpartner war und ist uns sehr wichtig.“ Die Zusammenarbeit werden wir deshalb auf alle Fälle fortführen und vertiefen – derzeit besteht Interesse an einer kundenspezifischen Lösung für Spindeln mit einer Leistung bis 3kW.

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