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Effiziente Antriebslösung für den Maschinenbau

30.10.2008
Mit der Markteinführung eines leistungsfähigen Einzelachsen-Motion-Controllers für die jüngste Generation seiner hochdynamischen Servoantriebe baut Mitsubishi Electric sein Steuerungs- und Antriebsprogramm für die Maschinenautomation weiter aus. Die für anspruchsvolle Bewegungsabläufe mit einer Achse entwickelte eigenständige Bewegungssteuerung ermöglicht die Synchronisation des Antriebssystems mit beliebigen anderen Prozessen.

Der neue Einzelachsen-Motion-Controller vom Typ MR-MQ100 ist speziell für den Betrieb mit den leistungsstarken Servoverstärkern der Baureihe MR-J3-B ausgelegt. Er kann den Servomotor für eine Achse mit hoher Präzision und Geschwindigkeit steuern und dabei die Bewegung auf das Signal eines externen Leitwertgebers (Master-Encoder) oder auf eine virtuelle Achse synchronisieren. Neben Punkt-zu-Punkt-Positionierungen lassen sich so auch komplexe Bewegungsabläufe ausführen. Für diese Steuerungsaufgaben stehen ein Encoder-Eingang, vier schnelle digitale Eingänge zur Druckmarkenerkennung und zwei digitale Ausgänge zur Verfügung.

Eigenständige Systemlösung

Über die integrierte Ethernet-Schnittstelle lässt sich das kompakte Steuerungsmodul, das keine zusätzliche SPS benötigt, direkt mit einem Bediengerät, einem Rechner oder anderen Steuerungen verbinden. Die Spannungsversorgung erfolgt mit 24-V-Gleichspannung. Der Anschluss der Servoverstärker geschieht über das schnelle optische SSCNET III (Servo System Controller Network), das eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 50 Mbit/s unterstützt. Die Buszykluszeit beträgt 0,44 ms. Die Inbetriebnahme funktioniert ohne aufwändige Konfiguration nach dem Plug-and-play-Prinzip.

Abgerundet wird das aufeinander abgestimmte Motion-Control-System, das sich für alle Bewegungsaufgaben mit einer Achse eignen soll, durch vier Servomotor-Baureihen für unterschiedliche Einsatzgebiete. Sämtliche Motoren sind mit einem hochauflösenden 18-Bit-Encoder ausgestattet, der mehr als 260 000 Absolutwerte pro Umdrehung liefert.

Grafische Programmierung

Die Konstruktion und Programmierung der Einachssysteme erfolgt am Rechner. Mit der für alle Motion Controller von Mitsubishi Electric einheitlichen Programmiersoftware MT Developer 2 steht eine Entwicklungsumgebung mit grafischer Benutzeroberfläche zur Verfügung. Das Softwarepaket enthält Werkzeuge für die Programmierung, Inbetriebnahme, Überwachung, Wartung und Diagnose eines Motion-Control-Systems einschließlich Servoverstärker und Servomotor.

Selbst komplexe Bewegungsabläufe lassen sich bequem am Bildschirm konstruieren. Die mechanischen Komponenten, wie Motion Controller, Synchron-Encoder, Servoverstärker und -motor, werden per Mausklick ausgewählt, platziert, konfiguriert und in das System eingebunden. Über Auswahlfenster parametrierbare Softwaremodule für häufig genutzte Antriebselemente, wie elektronische Kupplungen, Getriebe und Kurvenscheiben, ersetzen mechanische Bauteile und können im Modell einfach als grafische Symbole an die Leitachse angebaut werden. Mit einem im Programm integrierten digitalen Oszilloskop lässt sich das System anschließend sofort überprüfen. Bis zu 256 frei wählbare elektronische Kurvenscheiben zur Bewegungssteuerung gehören zur Standardfunktion und können im internen Speicher des Motion Controllers abgelegt werden.

Spezifische Funktionsbausteine

Eine weitere komfortable Möglichkeit zur Programmierung der Steuerung bietet die Ablaufsprache SFC (Sequential Function Chart), ein übersichtliches Flussdiagramm, das die verschiedenen Bewegungsfunktionen beschreibt. Die Anweisungen für die einzelnen Schritte und Weiterschaltbedingungen lassen sich über ein Menüfenster auswählen. Die hierarchische Struktur des Programms erlaubt es, jeden Schritt detailliert zu beschreiben und anzuzeigen.

Bereits komplett vorgefertigte Anwendungen unterstützen den Maschinenbauer zusätzlich bei der Konstruktion optimaler Antriebssysteme. Die umfangreiche Funktionsbibliothek enthält applikationsspezifische Bausteine wie fliegende Säge, rotierendes Messer oder Etikettierer. Mit Hilfe dieser Funktionsbausteine lassen sich anspruchsvolle Bewegungsaufgaben etwa in der Materialbearbeitung, Fördertechnik oder Verpackungsindustrie einfach und wirtschaftlich lösen.

Fortschrittliche Regelungstechnik

Grundlage für die hohe Präzision und Geschwindigkeit des autarken Bewegungssteuerungssystems ist die ausgefeilte Regelungstechnik der jüngsten Servoantriebsgeneration von Mitsubishi Electric. Funktionen wie die automatische Motorerkennung, das Echtzeitautotuning oder die eingebaute Vibrationsunterdrückung gewährleisten eine schnelle Inbetriebnahme und den Aufbau stabiler Systeme mit minimalen Anregelzeiten.

Das Echtzeitautotuning passt zum Beispiel die Regelparameter während des Betriebs kontinuierlich an die aktuellen mechanischen Verhältnisse an und regelt damit auch bei wechselnden Lastverhältnissen sehr dynamisch. Die Vibrationsunterdrückung dämpft ebenfalls automatisch leistungsmindernde Vibrationen am Antriebsstrang und verhindert ein Aufschwingen des Systems.

Mitsubishi Electric Europe B.V. auf der SPS/IPC/Drives 2008: Halle 7, Stand 380

Alexander Strutzke | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1568&pk=152365

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