Konnektivität durch hohe Schnittstellenvielfalt, Flexibilität durch smarte Modularität, Integrationsfreundlichkeit durch kompaktes Design – mit diesen und weiteren Vorteilen punktet ein industrietaugliches Kleinservoantriebssystem. Zudem sorgen digitale Tools und die technische Beratungsexpertise des Herstellers sowie digitale Produktkataloge für Einfachheit, Schnelligkeit und Auswahlvielfalt beim Designprozess – und verkürzen so Entwicklungs- und Konstruktionsprozesse.

Die mechatronische Antriebstechnik steht mehr denn je vor der Aufgabe, innovative Lösungen für einen sich dynamisch entwickelnden Maschinenbau zu bieten. Zu den aktuellen Trends gehören zunehmend modulare Maschinenkonzepte, die Dezentralisierung von steuerungstechnischer Intelligenz sowie vielfältige Formen von OT- und IT-Konnektivität. Hinzu kommt vielerorts der Wechsel antriebstechnischer Paradigmen, beispielsweise der Umstieg von pneumatischen oder hydraulischen Antriebskonzepten auf elektrische Servomotoren und -aktuatoren. Dies alles stellt Entwicklungs- und Konstruktionsverantwortliche vor besondere Herausforderungen bei der Auslegung von Antriebslösungen. Als Lösungsanbieter bietet Wittenstein Cyber Motor mit dem industriegerechten und konnektiven Kleinservoantriebssystem vielfältige Freiheiten und Lösungsmöglichkeiten bei der Maschinenkonzeption.

Servoantriebstechnik aus dem Baukasten

Modularität, wie sie der Baukasten des Antriebssystems bietet, bedeutet hohe Flexibilität bei der antriebstechnischen Auslegung. Hierfür stehen zunächst die kompakten und platzsparenden Kleinservomotoren der Familie Cyber Dynamic Line zur Verfügung. Baugrößen von 17 mm bis 40 mm Außendurchmesser in einem hochwertigen und reinigungsfreundlichen Edelstahlgehäuse sowie eine Variante im Hygienic Design ermöglichen auch im anspruchsvollen Einsatzumfeld rotative und lineare Antriebslösungen.

Multiturn-Encoder, Haltebremse, Getriebe oder Spindeltrieb erweitern als mögliche Zusatzoptionen die Funktionalität der Motoren. Zur breiten Abdeckung von Antriebsaufgaben besteht zudem die Möglichkeit, auf verschiedene ein- und mehrstufige Planetengetriebe oder auf Lineareinheiten mit integriertem Kugelgewindetrieb zurückzugreifen.
Alle Motorvarianten des Baukastens können mit den Servoreglern der Baureihe Cyber Simco Drive 2 kombiniert werden. Sie überzeugen zum einen durch ihre besondere Kompaktheit – zum anderen sind die Regler sowohl als Hutschienenmodul in Schutzart IP20 für die zentrale Platzierung im Schaltschrank als auch als maschinennah montierbares Feldmodul in Schutzart IP65 für Maschinen- und Antriebskonzepte mit dezentralen Servoanwendungen verfügbar. Ebenfalls Bestandteil des Baukastens ist ein IP65-Verteilermodul für bis zu sechs Achsen. Dieses Modul ermöglicht eine vereinfachte Verkabelung von dezentralen Antriebssystemen. Zudem ergänzen die Hutschienen-Netzteile in verschiedenen Spannungs- und Leistungsbereichen das Antriebssystem.

Ein Beispiel für dezentrale Antriebstechnik ist die motorintegrierte und dadurch ultra­kompakte Variante Cyber Dynamic System: Sie vereint die Motorentechnologie der Cyber Dynamic Line und die Funktionalität und Konnektivität der Servoregler Cyber Simco Drive 2. Ein Motor in Baugröße 40 mm bildet zusammen mit einer speziellen Gehäuseausführung des Reglers eine platzsparende Einheit, die in enge Einbauverhältnisse passt und den Verkabelungsaufwand bis auf die Spannungsversorgung und Feldbuskommunikation eliminiert – ohne Abstriche bei Industrietauglichkeit, Konnektivität, Dynamik und Präzision. Mit Schutzart IP65 kann die Motor-Regler-Einheit direkt in die Anwendung integriert werden – und spart dadurch Platz im Schaltschrank.

Digitalisierung auch eine Frage der Konnektivität

Die zunehmende Digitalisierung von Maschinen und Anlagen erfordert eine möglichst einfache Einbindung von Antrieben in vernetzte Produktionsstrukturen. Das Stichwort heißt Konnektivität – für das Kleinservoantriebssystem maximal flexibel umgesetzt durch eine 
CANopen- und eine Multi-Ethernet-Schnittstelle in den Servoreglern. Letztere ermöglicht es, mit ein und derselben Hardware frei zwischen den Feldbusvarianten Ethercat, Profinet, Sercos III sowie Ethernet/IP mit CIP Sync zu wählen. Das Antriebssystem ist damit offen für die Anbindung an unterschiedliche Steuerungen. Für den direkten, plattform- und herstellerunabhängigen Datenaustausch mit übergeordneten IT-Ebenen und Anwendungen steht zudem eine OPC-UA-Schnittstelle (Open Platform Communications Unified Architecture) zur Verfügung. Der Kommunikationsstandard für Industrie 4.0 und das IoT standardisiert den Zugriff auf Maschinen, Sensoren, Aktuatoren sowie andere Geräte und Systeme im industriellen Umfeld. Das Kleinservoantriebssystem gibt Konstruktionsverantwortlichen somit flexible Möglichkeiten, denn es unterstützt durch seine Konnektivität die Digitalisierung von Maschinen und Anlagen und die Umsetzung von Industrie-4.0-Konzepten. Unter dem Gesichtspunkt der Artikelverwaltung und Materialwirtschaft bedeutet die Multi-Ethernet-Schnittstelle zudem, dass die Variantenvielfalt sinkt – denn für unterschiedliche Feldbusvarianten wird nur noch eine Materialnummer benötigt. Dies vermeidet Kosten und Aufwand in der elektrischen Konstruktion, bei der Beschaffung sowie bei Inbetriebnahme, Service und Wartung.

Auslegung und Konfiguration

Beim Dimensionieren und Konfigurieren des Kleinservoantriebssystems ermöglichen Wittenstein-Auslegungstools wie Cymex 5, den Baukasten mit seinen verschiedenen Opti­o­nen beherrschbar zu machen, um für jede Applikation die bestmögliche Antriebslösung zu finden. Zusätzlich hilfreich ist, dass alle Elemente des Antriebssystems mit CAD-Modellen und 3D-PDF-Datenblättern für Nutzer aus dem Maschinen- und Anlagenbau – Entwickler, Mechanik- und Elektro-Konstrukteure sowie Projektierer – komplett im digitalen Cadenas-Produktkatalog verfügbar sind. Die darin enthaltenen, immer zeitnah aktualisierten Produktdaten können ohne Medienbruch direkt in eine Vielzahl von Konstruktionstools übernommen werden. Darüber hinaus hat Wittenstein im elektronischen Produktkatalog standardisierte digitale Zwillinge mit allen wichtigen Produktinformationen als Service für Konstrukteure implementiert. Schließlich gewährleistet auch die Expertise der Ingenieure in der Beratung eine effiziente und schnelle Produktentwicklung sowie eine bestmögliche technischen Umsetzung.

Autoren
Moritz Lesch und Sebastian Oyegbesan, Produktmanagement