Servoantriebe

Andreas Mühlbauer,

Die Vorteile von Pneumatik und Hydraulik vereint

Tox Pressotechnik bietet standardisierte elektromechanische Servoantriebe als Alternative zu hydraulischen und pneumatischen Antrieben an.

Typ EQ-K aus der Baureihe line-Q. Kosteneffiziente Antriebe mit Presskräften von 2, 5, 10, 30, 60 und 100 kN. © Tox Pressotechnik

In der Fertigungs- und Montagetechnik stellt sich oftmals die Frage, mit welcher Antriebsart sich Presskräfte prozesssicher und dabei wirtschaftlich erzeugen lassen. Grundsätzlich wird hier zwischen rein pneumatischer oder rein hydraulischer sowie pneumohydraulischer und elektromechanischer Antriebsart unterschieden.

Pneumatische Antriebe zeichnen sich zunächst durch Schnelligkeit und einfachen Aufbau aus, haben aber den Nachteil des hohen Luftverbrauchs und können nur vergleichsweise geringe Kräfte erzeugen. Hydraulische Antriebe dagegen erzeugen bei geringem Bauraum zwar hohe Kräfte, sind aber mit Nachteilen wie Langsamkeit bei großen Hüben, Ölaustritt durch Leckagen, lautem Geräusch des Aggregats und schließlich hohem Wartungsaufwand verbunden.

Deutlich effizienter und wirtschaftlicher sowie wartungsärmer stellen sich pneumohydraulische Antriebe dar, die schnell und kraftvoll sind, sich einfach ansteuern lassen und durch ihre interne Hydraulik Leckagen und damit Ölaustritt und Verschmutzung vermeiden. Nachteilig ist hier jedoch die bedingte Regelbarkeit.

Servoantriebe als Alternative

Moderne elektromechanische Servoantriebe spielen in einer ganz anderen Liga, denn sie produzieren bedarfsgerecht hohe Presskräfte, sind präzise regelbar, sehr einfach zu programmieren, besonders automatisierungsfähig sowie nicht zuletzt energieeffizienter und insgesamt wirtschaftlicher. Einziger Nachteil ist der zunächst höhere Initialinvest, der aber im industriellen Einsatz durch die optimale Kombination aus Ökologie und Ökonomie in kurzer Zeit mehr als nur ausgeglichen wird.

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Typ EX-F aus der Baureihe line-X für Pressanwendungen mit kurzen Taktzeiten. Presskräfte 5, 10, 30, 60, 100 kN. Kundenspezifische Konfigurationen sind möglich, z.B. Geschwindigkeit, Verlängern der Krafthaltezeit, Schutzklasse IP65, Hublänge. © Tox Pressotechnik

Mit dem Lieferprogramm Tox-ElectricDrive bietet Tox Pressotechnik den Konstrukteuren und Anwendern komplette und zukunftsfähige Leistungspakete für die präzise Erzeugung und Positionierung von Presskräften von 2 bis 1.000 kN inklusive integrierter Sensorik und Prozessüberwachung für die bedarfs- und produktgesteuerte Optimierung von Arbeits- und Fügeprozessen.

Ein Antriebssystem Tox-ElectricDrive besteht aus dem elektromechanischen Servoantrieb in kompakter Bauform, dem Servocontroller und der ToxSoftWare. Je nach Anforderungen und Typ haben die Servoantriebe eine Kugelumlaufspindel (kompakte Bauform, gute Energieeffizienz, preiswert). Sie kommen bevorzugt als Antrieb für Pressensysteme oder als Soloantriebe in Arbeits- und Prozessstationen zum Einsatz. Für höhere Anforderungen stehen die Ausführungen mit Planetenrollengewindespindel zur Verfügung, die bei sehr kompakter Bauform durch eine hohe Leistungsdichte, hohe Steifigkeit und lange Lebensdauer gekennzeichnet sind. Typische Einsatzgebiete sind hier Stanzarbeiten sowie vor allem Pressanwendungen mit hohen Fügegeschwindigkeiten oder in begrenztem Bauraum.

In enger Abstimmung wird aus den fünf Versionen der optimale Servoantrieb ausgewählt, ergänzt um das optionale Zubehör wie Piezosensoren, Lüfter, Sicherheitsbremse, automatische Schmiereinheit oder auch um Motor-Optionen wie Motor-Haltebremse und Absolutwertgeber.

Servocontroller als Herz des Antriebs

Als zentrale Intelligenz hinter dem Antriebssystem fungiert der Servocontroller, zuständig für den Betrieb des Servoantriebs sowie zur Parametrierung und Visualisierung. Der Tox-Servocontroller erlaubt die schnelle Inbetriebnahme (Plug & Work), freie Parametrierung und bietet umfangreiche Programmier- und Diagnosefunktionen, Programmierung/Parametrierung der Prozessparameter (online/offline) und integrierte SPS-Funktionalität gemäß IEC 61131 zur Ansteuerung von Zusatzbewegungen.

Antrieb EPMK für Pressanwendungen mit hohen Kräften (300, 400, 500, 700, 1000 kN). Kundenspezifische Konfigurationen sind möglich, z.B. Geschwindigkeit, Verlängern der Krafthaltezeit, Schutzklasse IP65, Hublänge. © Tox Pressotechnik

Außerdem erlaubt er die Definition von Prozesssprüngen, das Setzen von Mehrfachbedingungen sowie das Setzen, Definieren und Abfragen von Variablen. Weitere Features betreffen die mögliche Umschaltung auf externe Kraftsensorik, Fenster- und Hüllkurvenüberwachung sowie Sonderapplikationen nach Kundenwunsch. Der Servocontroller verfügt über zahlreiche Standardschnittstellen. Datenbus: Ethernet TCP/IP, Feldbus: Profinet, optional Interbus, DeviceNet, Profibus, Ethernet/IP, EtherCAT, CC-Link, CANopen. Ebenso ist die Sicherheitsausführung Profisafe verfügbar. Zur sicheren und baumustergeprüften Integration von Servocontroller und Bremse der Antriebe EQ-K und EX-K ist ein PLe-Kit erhältlich.

Die System-Komponente ToxSoftWare besteht aus der Bedienebene Tox-HMI, der Arbeitsebene Tox-Worx und der Verbindung des PC zum Servocontroller. Sie beinhaltet alle notwendigen Programme zur schnellen und einfachen Konfiguration, Parametrierung, Visualisierung und Diagnose für die Steuerung der Maschine und des Antriebssystems. Der Servocontroller und die Software sind für die Netzwerk-Integration in die jeweiligen Fertigungssysteme ausgelegt und erlauben so die Produktionsüberwachung und Datenspeicherung über den Leitrechner. Die ToxSoftWare lässt sich auch auf einem vorhandenen Kunden-PC installieren.

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