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Was gibt es Neues bei der Rückführung

30 Aug 2018
Dan Wolke

Wir haben uns bereits in früheren Blog in Motion-Beiträgen mit Rückführungssystemen befasst; heute möchten wir uns aktuelle Trends bei der Rückführung für Servoanwendungen ansehen. Wir haben Dan Wolke einige Fragen zur derzeitigen Marktentwicklung gestellt.

Dan – was gibt es aus Ihrer Sicht Neues bei der Rückführung?

Bei der Rückführungstechnologie für Servomotoren hat es zwei bedeutende Neuerungen gegeben. Die erste ist die Rückführung über zwei Leiter für Applikationen mit einzelnem Motorkabel, die zweite ist die integrierte Sicherheit in Gebern.

Was treibt den Bedarf an diesen Änderungen voran?

Kunden haben über Jahre nach Einkabellösungen für die Antrieb-Motor-Schnittstelle verlangt. Dies war problematisch, da Rückführungssignale in der Regel niedrige Signal-Rausch-Verhältnisse aufweisen. Wenn die Rückführung im selben Kabel wie die Motorleistungsdrähte platziert wird, kommt es zu einer extremen induktiven und kapazitiven Kopplung von PWM-bedingten elektromagnetischen Störeinflüssen im Rückführungssignal. Ein weiteres Problem ist, dass das Hinzufügen weiterer Drähte zum bereits dicken Motorleistungskabel den Querschnitt und den Biegeradius erhöht, sodass es sich schwierig handhaben lässt.

SICK hat die HIPERFACE DSL® Rückführung entwickelt, die mit mehreren Verbesserungen die negativen Aspekte der Einkabellösung minimiert. Die Versorgungsspannung wurde von 5 auf 9 VDC und das Signal-Rausch-Verhältnis um fast das Dreifache erhöht. Zudem wurde die Anzahl zusätzlicher Drähte im Motorleistungskabel auf ein abgeschirmtes Leiterpaar reduziert. Kollmorgen hat mit seiner SFD3 Rückführung nachgezogen, sodass jetzt eine robuste Einkabellösung zur Verfügung steht.

Welchen Herausforderungen gibt es?

Es war nicht einfach, dieselben Applikationsfunktionen wie bei einer Zweikabellösung zu realisieren. Die Auslegung des Kabels führt weiterhin zu einem großen Biegeradius (ca. 15 cm bei einem Kabel mit 14G-Motorleistungsleiter). Zur besseren Abschirmung der Rückführungssignale mussten die Motorsteckverbinder geändert werden. Bestehende Antriebsdesigns erforderten für die Signalverarbeitung externe Leiterplatten; durch den Wegfall der „Messleitungen“ wird der Spannungsabfall bei längeren Kabeln zum Problem.

Wie sieht es mit der integrierten Sicherheit in Rückführungssystemen aus?

Bei der zweiten Verbesserung der Servomotor-Rückführungstechnologie geht es um „Safety“. Die meisten OEMs implementieren IEEE-Sicherheitsnormen in ihre Maschinen. Die Sicherheitsnormen enthalten Begriffe und Sätze wie „zweifelsfrei funktionierende Teile”, „Konformation” und „der Verlust einer Sicherheitskomponente führt nicht zum Verlust der Sicherheit“. Bei Verwendung von traditionellen Rückführeinheiten müssen dem Motor und Antrieb zusätzliche Komponenten hinzugefügt werden, um diese Anforderungen zu erfüllen. Geberhersteller integrieren jetzt die erforderlichen Safety-Funktionen in die Rückführeinheit des Motors, was das Systemdesign vereinfacht.

Geber mit integrierter Sicherheit alleine lösen das Problem jedoch nicht. Der Antrieb und das Kabel müssen so ausgelegt sein, dass sie den Sicherheitsgeber unterstützen, was zu zusätzlichen Kosten führt. Und wenn der Geber und der Antrieb getrennt zertifiziert wurden, sind sie nicht zusammen als System zertifiziert.

HIPERFACE DSL® ist eine eingetragene Marke der SICK STEGMANN GmbH.

Über den Autor

Dan Wolke

Dan Wolke
Dan arbeitet seit über 27 Jahren bei Kollmorgen und hat in dieser Zeit eine Reihe von Funktionen in unserem Team für die Anwendungsentwicklung ausgeübt.  Dan hat seinen Abschluss am Florence Darlington Technical College erworben, das zur University of South Carolina gehört. Dan ist seit 38 Jahren verheiratet und hat zwei wundervolle Kinder.  Wenn er sich nicht mit schwierigen Problemen in der Antriebstechnik befasst, arbeitet Dan gern mit Holz.  Sie erreichen Dan hier: Dan Wolke

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