Prüfanlage Wie Servomotoren in einer Prüfanlage für Ordnung sorgen

Werkstoffe mit optoelektrischen Funktionen müssen in elektrischen Bauteilen verlässlich arbeiten. Deshalb kommen präzise Testanlagen zum Einsatz. Dafür konzipiert das Schweizer Unternehmen ME-Quadrat immer neue Testanlagen und setzt auf Servomotoren von Kollmorgen.

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Schlank, pillenähnlich rund mit klar abgegrenzten Seitenkanten: Optoelektrische Glasbauteile sehen in ihrer milchig-weißen Farbgebung meist recht unscheinbar aus. Um vor der Montage Ordnung in das Schüttgut zu bekommen, sind Verfahren notwendig, mit denen sich ermitteln lässt, wie die Molekularstruktur im Inneren gewachsen ist.

Der Unordnung eine Orientierung geben

Damit sich die Gitterstruktur der glasähnlichen Werkstoffe eindeutig bestimmen lässt, kommen Inspektionsanlagen von ME-Quadrat (ME2) zum Einsatz. Das Unternehmen aus Root in der Schweiz ist spezialisiert auf Prüfmitteltechnik. Die Firma baut Maschinen, die es bis dato noch nicht gegeben hat, deshalb beginnt ME2 immer früh damit, neue Techniken in den Maschinenbau einzuführen. Diese Philosophie spiegelt sich aktuell in einer Prüfanlage wieder, die angetrieben wird von dezentralen Servoreglern der Kollmorgen-Reihe AKD-N. Damit soll die ideale Einbaulage der Prüflinge bestimmt werden. Wenn sie die Anlage verlassen, kennt die Firma exakt die Ausrichtung und das Verhalten.

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Für die unterschiedlichen Messverfahren durchlaufen die Werkstoffe über einen Drehtisch sechs Teststationen. Auf dem Drehtisch sind sechs Servoachsen platziert, die die Prüflinge nach jedem Testschritt anheben und zusammen mit der Drehbewegung des Rundschalttisches zur nächsten Station befördern. Die Messstationen sind stationär in der Maschine positioniert, die Prüflinge müssen mit den AKM-Servomotoren bis auf zwei Hundertstel Millimeter genau positioniert werden. Die dezentralen Servoregler treiben dafür kompakte AKM Servomotoren an, die wiederum als Handlingachsen mit Kugelumlaufspindeln als Lineareinheit verbunden sind. Die Servoregler können über eine Ringleitung verbunden werden. Es gibt nur noch ein Kabel für alles: Leistung, Kommunikation und Sicherheitstechnik.

Aufbau der dezentralen Servoantriebstechnik

Die Besonderheit am Aufbau der dezentralen Servoantriebstechnik besteht ferner darin, dass zwischen dem Schaltschrankmodul AKD-C und den sechs auf dem Rundschalttisch mitfahrenden Servoreglern auch noch ein Schleifring platziert ist, damit die Testeinheit nicht reversieren muss, sondern unendlich im Kreis fahren kann. Weil der Schleifring die Kabelverbindung zwischen der Einspeisung und den Servoreglern unterbricht, sorgte dieses bei der Sicherheitstechnik für eine neue Herausforderung. Die Kombination verfügt zwar serienmäßig über die TÜV-zertifizierte Sicherheitsfunktion „Safe Torque Off“ (STO), hat aber in Kombination mit dem zwischengeschalteten Schleifring keine Abnahme mehr.

Schleifringlösung mit Safety

Angesichts der täglichen Praxis, dass Produktionsmitarbeiter ständig in die Maschine eingreifen, gehört das sicher abgeschaltete Moment jedoch zu den unerlässlichen Funktionen. Kollmorgen hat deshalb gemeinsam mit dem Schleifringhersteller Stemmann aus Schüttdorf eine vom TÜV zertifizierte Lösung entwickelt und konnte diese ME2 als einbaufertige Antriebslösung anbieten. Der Schleifring ist in der Mittelachse des Drehtellers eingebaut und bildet in Kombination mit der Einkabelanschlusstechnik eine schlanke Installation, die sich fortsetzt, weil Leistung, Kommunikation und Safety von einem AKD-N Servoumrichter wie an einer Perlenschnur zum nächsten Gerät durchgeschleift wird. Welcher Vorteil mit diesem Aufbau verbunden ist, zeigt sowohl der Blick in den Schaltschrank sowie die Verbindung von dort zur Maschine. Armdicke Leitungsbündel gibt es nämlich nicht zu sehen – und damit auch keine Probleme durch üppige Kabeltrassen sowie aufwendige Installationen.

Ähnlich elegant hat ME2 die Anbindung der Maschinensteuerung an die Motion Control realisiert. Als Rechenzentrale kommt ein Compact-RIO von National Instruments (NI) mit Lab-View-Umgebung zum Einsatz. Dieses System nutzt ME2 für die eigentlichen Laborabläufe zur präzisen Analyse der Bauteile. Der NI Alliance Partner verknüpft die Ablaufbefehle für die Bewegungssteuerung per Modbus mit dem neuen Kollmorgen Motion Controller PCMM.

* *Dipl.-Ing. Martin Zimmermann, KAM Schweiz, Kollmorgen Schweiz

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