Dezentrale Antriebstechnik aus unseren Reihen

Integrierte und aufgesetzte Servomotoren

Klein, intelligent, leistungsstark und dabei extrem kostengünstig – so kann man integrierte Antriebe in wenigen Worten beschreiben. Die volldigitalen Servopositioniereinheiten sind vorwiegend für den Einsatz in dezentralen Mehrachsanwendungen gedacht, in der viele Motoren in einer Maschine verbaut werden. Die flexiblen Raumwunder finden vor allem in der Robotik und Automatisierung ihre Anwendung und treiben aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit den Erfolg der Branche an.

Innerhalb der Automatisierung bildet der Antrieb das Herzstück, denn er erweckt die Maschine zum Leben und stellt die entscheidende Schnittstelle dar. Dass es für verschiedene Anwendungen dabei unterschiedlich konfigurierte Antriebsformen geben muss, wird spätestens dann klar, wenn man Bauraumgröße, Budget und die speziellen Kundenanforderungen näher betrachtet. So muss bei einer Anwendung der Antrieb starken Vibrationen standhalten oder ist hohen Temperaturen ausgesetzt. Bei anderen Applikationen wiederum besteht die Anforderung darin, dass aufgrund von geringem Bauraum so wenig Kabel und Zusatzmodule wie möglich verbaut werden. Letzteres nimmt gerade in der Automatisierung und Robotik immer mehr an Bedeutung zu. Dezentrale Antriebe erleben hier ihren Aufschwung und finden in nahezu jeder Anwendung ihren Platz. Doch schaut man sich die aktuell auf dem Markt befindlichen dezentralen Antriebe einmal näher an, so wird den meisten Elektromotoren das Reglersystem eher aufgesetzt als integriert - der eigentlich zu gewinnende Bauraum minimiert sich, da vor allem in der Höhe Platz benötigt wird.

Ganz anders ist das bei den integrierten Antrieben der Firma Heidrive. Hier wird ein 24/48 V-Regler direkt im Motorprofil platziert, wodurch sich die Baulänge zu den Standard-HMD Servomotoren nur um wenige Millimeter unterscheidet. Die Flanschmaße von wahlweise 40 x 40 mm oder 60 x 60 mm bleiben von der Integration der Elektronik dabei in weiten Teilen unberührt. Durch die Integration der Servoregler kann auf Schaltschränke nahezu verzichtet und der Verdrahtungsaufwand deutlich reduziert werden.

Während ein geringerer Verkabelungsaufwand sowie deutlich kleinere Schaltschränke zu den direkt sichtbaren Vorteilen dieser Antriebssysteme zählen, überzeugt außerdem auch das erstaunliche Leistungs- und Steuerungsvermögen der kleinen Kraftwunder. Ein weiterer Vorteil der integrierten Antriebe besteht im niedrigen Rastmoment bei hoher Energieeffizienz und einem optimierten Temperaturmanagement. Neben den seit 2016 angebotenen 60 mm-flanschgroßen integrierten Antrieben, hat Heidrive seinem Produktportfolio nun eine weitere Baugröße hinzugefügt. Der HMPi04 ist mit seinem 40 x 40 mm Flanschmaß der kleinste in seiner Reihe und daher besonders attraktiv für Anwendungen, bei denen Platz benötigt wird. Das kleine Platzwunder erreicht eine Leistung von bis zu 125 W. und wird in verschiedenen Drehzahlstufen (3.000, 6.000 min-1 oder U/min) angeboten.

Für die Positionierung wurden die Elektroniken auf die neuen und hausintern entwickelten HES/HEM Geber (Heidrive Encoder Singleturn/Heidrive Encoder Multiturn) abgestimmt. Diese benötigen trotz des geringen Bauraumes von nur ca. 3 bis 6 mm eine Genauigkeit von bis zu 12 Bit.

Um die entstehende Wärmeentwicklung schneller abzuführen, wurde eine optimierte thermische Anbindung der Leistungsendstufe geschaffen, die Kühlrippen im Gehäuse sorgen außerdem für eine hohe Wärmeabfuhr, welche sich beim HMDi06 durch einen optionalen Lüfter von 200 W auf 300 W Dauerleistung steigern lässt. Die Schutzart beträgt standardmäßig IP54 und kann bei Bedarf auf IP65 erhöht werden.
Die HMDi06-Elektronik ist zudem in zwei unterschiedlichen Ausführungen lieferbar. Die günstigere Variante, mit Standard CAN-Treiber und einer gemeinsamen Spannungsversorgung für Logik und Leistung, besitzt die Grundfunktionen. Die Premium-Variante bietet die Möglichkeit, die Versorgung von Logik und Leistung voneinander zu entkoppeln und ist durch einen galvanisch getrennten CAN-Treiber abgesichert.
Die modernen und kompakten Antriebskonzepte lassen sich in vielfältigen Automatisierungslösungen einbinden und ermöglichen flexible und kostengünstige Anwendungen. So können die kraftvollen und multifunktional einsetzbaren Motoren präzise Handlingsaufgaben in der Automatisierungstechnik und Robotik übernehmen. Außerdem werden sie in der Fertigung für die Automobilindustrie eingesetzt, denn das kompakte und kostengünstige System bietet für dezentrale 24/48 V-Antriebe viele Vorteile. Auch für feinste Dosiereinrichtungen, bei denen eine hohe Dynamik bei niedriger Umsetzung benötigt wird, bedient man sich inzwischen der speziellen integrierten Servoantrieben, auch mit Getriebedirektanbau.

Zudem besteht ungeachtet der speziellen Entwicklungen die Möglichkeit, das Baukastensystem der Firma Heidrive zu nutzen. Auf diese Weise ist eine uneingeschränkte Kombinierbarkeit mit unterschiedlichen Baugrößen, Planetengetrieben und Steckern möglich.

Die HeiMotion Servomotoren mit aufgesetzter Elektronik dagegen kommen besonders bei leistungsorientierten Anwendungen zum Einsatz.

Die Eigenschaften im Überblick:

  • Höchster Gleichlauf und Genauigkeit
  • Hoher Wirkungsgrad
  • Optimierte Trägheitsmomente
  • Langlebig
  • Kompakte Bauform
  • Hohe Leistungsdichte
  • Niedriges Rastmoment
  • Energieeffizient
  • Optimiertes Temperatur-Management