Steuerung für Antriebsachsen Motorsteuerungen für die Automation

Industrie 4.0, IoT und M2M – all diese Schlagwörter suchen nach realen Produkten und Lösungen, um in Produktionen die Digitalisierung und somit auch die Automatisierung voranzutreiben. Für eine kostengünstige Automation bietet Igus mit seinen Produkten unterschiedliche Lösungen an. In seinem drylin-Programm führt der Motion-Plastics-Spezialist seit mehreren Jahren schmiermittelfreie Linearachsen mit passenden Schritt- und Gleichstrommotoren – als Low-Cost-Variante für einfache Verfahrwege bis hin zur Schiene aus Edelstahl. Je nach Anwendung erhält der Anwender die Achse oder das Portal, das sich am besten für seine Anforderungen eignet. Mit drylin E können Anwender die schmiermittelfreien Linear- oder Rotationsachsen direkt einbaufertig und motorisiert in unterschiedlichen Baugrößen als Einzelachse oder im Portalaufbau einsetzen, etwa bei Format- und Höhenverstellungen oder Pick-&-Place-Anwendungen. Für eine leichte Ansteuerung und Bedienbarkeit der Achsen bietet Igus Anwendern mit der dryve D3 eine Motorsteuerung für einfache Verfahrwege und mit der dryve D1 eine Motorsteuerung für komplexere Aufgaben an. So lassen sich vielfältige Aufgaben ohne Programmierung automatisieren.

Die Steuerung D3 wurde entwickelt um einfache Aufgaben schnell und kostengünstig zu erfüllen. Ausgelegt ist die Steuerung für alle gängigen DC-Motoren. „Unser Fokus bei der Entwicklung der dryve D3 lag vor allem auf der sehr einfachen und nutzerfreundlichen Inbetriebnahme für wirklich Jedermann“, erklärt Rene Erdmann, Leiter Geschäftsbereich drylin E Antriebstechnik bei Igus. Für die Installation der Steuerung sind keine Lizenzen und keine Software von Nöten, da alle Funktionen direkt im Gerät integriert sind. Ein achtseitiges Handbuch sorgt dafür, dass die Steuerung schnell eingerichtet ist. Die Einstellung der Steuerung verläuft durch wenige Handgriffe direkt an dem Gerät: Einfach an die 24-Volt-Spannungsversorgung anschließen und über DiP-Schalter die Betriebsart, Endlagenabschaltung, Beschleunigung und den Motorstrom einstellen. Mit einem im Gerät integriertem Drehregler lässt sich die Geschwindigkeit justieren. Die Begrenzung des Motorstroms erfolgt mittels Schraubendreher durch einen weiteren Regler. Einmal eingestellt sind die Vorgaben dauerhaft gespeichert. Eine LED-Anzeige kommuniziert über verschiedene Farben den aktuellen Zustand der Steuerung an den Nutzer.

Vom privaten Bereich bis in die Industrie

An die Steuerung können externe Schalter wie Joysticks einfach angeschlossen werden. Ein weiterer Vorteil der dryve D3 liegt in ihrem günstigen Preis. Dadurch können Privatpersonen ebenso wie kleine und mittlere Unternehmen ohne Programmierungs-Know-how auf motorisierte Antriebe für die Automatisierung setzen. Zum Einsatz kommt die neue dryve-D3-Steuerung beispielsweise in Kameraführungssystemen, im Möbelbau zum Ausfahren von Schubladen oder für die Verstellung von Bildschirmen. Aber auch für die Industrie bietet sich die Steuerung für sehr einfache Automatisierungsaufgaben an. „Wenn es zum Beispiel um sehr einfache Positionierungsaufgaben mit einer geringen Taktung geht oder auch bei Weichenverstellungen kann die dryve D3 problemlos eingesetzt werden“, so Rene Erdmann.

Komplexe Aufgaben schnell umgesetzt

Gilt es komplexere Aufgaben für Mehrachsportale, Delta Roboter oder Pick-&-Place-Anwendungen zu automatisieren, können Anwender auf die intuitive Motorsteuerung dryve D1 zurückgreifen. Die Steuerung eignet sich für alle Schrittmotoren, DC- und EC/BLDC-Motoren. So können sowohl Igus-Motoren als auch Motoren anderer Hersteller einfach angesteuert werden. Die Besonderheit der Steuerung: Diese kann ganz ohne Software über einen Webbrowser vom Fest-PC oder auch mobil vom Smartphone oder Tablet aus ohne Internetverbindung bedient werden. Der Nutzer benötigt lediglich einen WLAN-Router bei der Verwendung von mobilen Geräten. Ein übersichtliches Interface hilft dem Anwender bei der richtigen Parametrierung. Wie bei der dryve D3 sind keine Programmierkenntnisse von Nöten. „Die Inbetriebnahme einer motorbetriebenen Achse zusammen mit der dryve-D1-Steuerung ist in wenigen Minuten durch ein nutzerfreundliches Interface möglich“, erklärt Rene Erdmann. „Danach können die Werte ebenso einfach live über den Webbrowser verändert oder Zwischenschritte hinzugefügt werden. Ein zeitraubendes hin und her laden von Daten entfällt, was am Ende der Integration bares Geld spart.“

Intuitives Interface zum schnellen Einrichten

Die Bedienoberfläche der Motorsteuerung wird mittels Webbrowser und IP- Adresse aufgerufen. Über sieben Menüpunkte kann der Nutzer die Einstellungen vornehmen. So ist es möglich die Steuerung über ein Passwort-Login zu schützen oder auch unterschiedliche Spracheinstellungen zu wählen. Außerdem lassen sich bereits erstellte Konfigurationen einfach in die Motorsteuerung laden, was die Inbetriebnahme zum Beispiel eines Delta-Roboters wesentlich verkürzt. Über den Menüpunkt „Motor“ werden durch die Eingabe der Igus-Artikelnummer alle Einstellungen des Motors in die Steuerung geladen. Handelt es sich um Motoren anderer Anbieter, so muss der Nutzer lediglich die Einstellung nach seinem Datenblatt vornehmen. Über das Menü kann der Anwender außerdem die Einstellung seiner Linear- oder Rotationsachse wie Fahrstrecke und Vorschub vornehmen. Die zentrale Vereinfachung der Motorsteuerung liegt vor allem in den Fahrprofilen, welche live änderbar sind. So kann eine zeitsparende Automatisierung ohne Übertragungs- und Ladevorgänge umgesetzt werden. Eine Vernetzung mit einer übergeordneten Steuerung wie einer SPS, über Ethernet oder CANOpen ist realisierbar. Um die Performance des Motors zu überwachen, ist zusätzlich ein Oszilloskop ins Webface integriert, welches Livewerte zum Motorstrom, Drehzahl, Ist- und Soll-Position anzeigt.

Bedienung ohne Software und Speichermedien

Der besondere Vorteil bei der dryve D1 liegt, neben der schnellen Inbetriebnahme und Benutzerfreundlichkeit, in der Vernetzungsfähigkeit der Steuerung. Daher wurde die Steuerung bewusst platzsparend konstruiert und ist problemlos in Schaltschränken auf einer Hutschiene montierbar und per Festverdrahtung steuerbar. Alternativ kann die D1 an einen WLAN-Router angeschlossen werden, woraufhin das System drahtlos angesteuert wird. Dabei ist durch den integrierten Webserver keine weitere Software auf den Bediengeräten notwendig, ebenfalls entfallen weitere Speichermedien oder ähnliches. Das bedeutet, dass der Anwender weder eine Installation vornehmen noch zusätzliche Kosten tragen muss.

Energie sparen durch Closed-Loop-Modus

Eine weitere Besonderheit der dryve D1 ist der integrierte Closed-Loop-Modus. Während im Open-Loop der Schrittmotor so eingestellt ist, dass er die maximal nötige Last sicher bewegt und gleichzeitig bei einer geringen Belastung Energie verschwendet, sorgt der Closed-Loop für eine leistungsangepasste Stromregelung. Diese Energieanpassung hat zur Folge, dass durch die Leistungsregulierung hohe Lasten schnell mit viel Energie als auch geringe Lasten langsam bei wenig Energie bewegt werden. Zusätzlich verbraucht der Motor, im Gegensatz zum Open-Loop-Modus, im Stillstand keine Energie. Ein weiterer Vorteil: Durch die effiziente Stromregelung entsteht weniger Verlustwärme im Motor, sodass dieser kühler bleibt.

Einmal eingestellt direkt gesteuert

Zum Einsatz kommt die dryve D1 bereits beim Igus-Delta-Roboter. Der Roboter basiert auf drei wartungsfreien drylin-E-ZLW-Zahnriemenachsen mit Schrittmotoren, schmiermittelfreien Koppelstangen sowie passenden Adapterplatten. Die verwendeten Schrittmotoren mit Encoder sorgen für ein schnelles Handling von bis zu 1 kg bei einer Präzision von ±0,5 mm. Der Delta-Roboter ist in zwei Größen erhältlich: entweder mit einem Arbeitsraumdurchmesser von 360 mm oder 660 mm. Das komplette System kann bei geringeren Geschwindigkeiten bis zu 5 kg tragen. Drei dryve-D1-Steuerungen sorgen für eine schnelle und leicht zu bedienende Einrichtung der Low-Cost-Automationslösung. Eine Konfiguration für eine Achse reicht aus. Diese kann gespeichert und direkt auf die anderen zwei Steuerungen übertragen werden. So lässt sich der Delta-Roboter innerhalb weniger Minuten bereits in Betrieb nehmen.

Steuerung online live ausprobieren

Damit Interessenten sich selbst von der Steuerung überzeugen können, bietet Igus mit einer Online-Simulation dem Anwender die Möglichkeit die dryve-D1-Steuerung zu testen. Hier kann der Kunde live die Werte der Steuerung verändern und die Auswirkungen auf einer animierten Achse direkt erleben. Ein weiterer Service bietet der Learning Channel auf YouTube. Dieser hilft dem Anwender mit kurzen Videos bei der schnellen und unkomplizierten Montage und Parametrierung der dryve D1 und D3.