Servomotor aus DC / Schrittmotor mit Steuerung und Encoder
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Koco Motion und Adlos haben ihre geniale einzigartige Servomotor Plattform Kannmotion überarbeitet. Über bessere Referenzfahrten können sich Anwender jetzt auch bei den Serienprodukten freuen. Außerdem haben die Kooperationspartner nun die Anbindung von Gleichstrommotoren umgesetzt. Zuvor wurden an dem Servomotor der 2. Generation elektronische und mechanische Verbesserungen vorgenommen und die Software weiterentwickelt.
Inhalt
- Intelligence in motion aus dem weltweiten Netzwerk
- Bessere Referenzfahrten und Liefertreue
- Servomotor System jetzt auch mit DC-Motor
- Kannmotion Servomotoren Generation 2.0
Intelligence in Motion aus dem weltweiten Netzwerk
21.10.2023 | Koco Motion präsentiert zur SPS vom 14. bis 16. November 2023 in Nürnberg seine Expertise für maßgeschneiderte Antriebslösungen, u. a. basierend auf Servomotoren der Kannmotion Plattform. Auf dieser Basis bedient das Systemhaus die wachsende Nachfrage nach kundenspezifischen Antrieben.
Bessere Referenzfahrten und Liefertreue
16.11.2022 | Die Servomotoren Plattform Kannmotion von Adlos und Koco Motion hat sich weiterentwickelt: Zum einen führten neue kundenspezifische Funktionen zu einer Optimierung des Gesamtsystems. Und auch die Akzeptanz am Markt steigt. Denn wenn sich sieben ursprüngliche Einzeleinheiten wie Motor, Getriebe, Encoder, Steuerung, Startknopf, Sensor und Verkabelung in einem Gesamtsystem wiederfinden, kann das nur Vorteile in Sachen Einkauf, Lieferkette, Wartung uvm. bringen.
Die Kooperationspartner überprüfen, aktualisieren und entwickeln die Servomotoren Plattform inklusive Firmware ständig weiter. Weil das Antriebssystem gleich mehrere Einheiten in einem beherbergt, erleichtern die Partner ihren Kunden die aktuell schwierige Lage am Beschaffungsmarkt. „Mit unserem Kannmotion Konzept konnten wir eine sehr hohe Liefertreue gewährleisten“, sagt Olaf Kämmerling, Geschäftsführer der Koco Motion GmbH. Dazu haben wir frühzeitig den Lagerbestand soweit erhöht, dass auch längere Wiederbeschaffungszeiten keine Gefahr für unsere termingerechten Lieferungen darstellen“.
Kundenwünsche und -Anforderungen machen jedes Kannmotion Projekt einzigartig. „Manchmal zieht eine Kundenanforderung sogar eine Verbesserung des Gesamtsystems nach sich. Wir übertragen solche Anpassungen dann in die Serie bzw. die daraus resultierende Firmware“, sagt Thomas Vogt, Geschäftsführer der adlos AG. „Momentan finden sich die Entwicklungsschritte eher im Verborgenen wieder und sind nicht direkt sichtbar. Sie verstecken sich in Reaktionszeiten, Latenzzeiten und Regelungen. Doch wenn zum Beispiel eine optimalere Referenzfahrt zu einem besseren Ergebnis führt, dann stellen wir diese Abläufe allen Kunden zur Verfügung“, so Herr Vogt. Ein Update auf solche neuen Funktionalitäten ist übrigens kinderleicht und intuitiv über den Kannmotion Manager durchführbar.
Servomotor System jetzt auch mit DC-Motor
07.12.2021 | Adlos und Koco Motion präsentieren ihre gemeinsam entwickelte Servomotor Plattform Kannmotion jetzt auch für Gleichstrommotoren. Bisher wurde das Servomotor System nur für Schrittmotoren angeboten. Der aus einem DC-Motor mit integriertem Encoder und direkt angebauten Steuerung bestehende voll programmierbare integrierte Closed-Loop Antrieb ist genauso einfach aufgebaut wie die Kombination mit Schrittmotor.
Er arbeitet auch im Dauerlauf zuverlässig wie ein Servomotor und lässt sich über Befehle oder Ablaufprogramme voll programmieren. Die bereits an Bord befindlichen digitalen Ein- und Ausgänge sowie ein Analogeingang können in vollem Umfang in die Programmabläufe eingebunden werden. Der Baustein DC-Motor eignet sich für Anwendungen mit hocher Dynamik ohne Getriebe oder für einen kraftvollen und kompakten Einsatz mit Getriebe.
Die Größe der Kannmotion-Steuerung ist 42 x 42 mm für einen Leistungsbereich von 45 V und bis zu 2 A Motorenstrom – bei optimaler Kühlung bis zu 4 A. Es wird die gleiche Software verwendet wie bei den Schrittmotoren, so dass der Anwender sich hier nicht umstellen muss.
Koco Motion stellt aus auf der Hannover Messe 2022.
Kannmotion Servomotoren Generation 2.0
10.02.2020 | Kostengünstig und auf die Anwendung zugeschnitten, das ist das Konzept der Kannmotion-Plattform von Koco Motion und Adlos. Vor drei Jahren haben sich die beiden Unternehmen zusammengeschlossen, um ein kundenspezifisches Schrittmotoren Antriebssystem zu entwickeln, das es so noch nicht gab. Die Schrittmotoren werden komplettiert mit weiteren Komponenten, eben allem, was der Anwender so benötigt.
Servomotor und Servoverstärker vorausschauend gewartet mit KI
„Diese Anpassung verschafft unseren Kunden einen Mehrwert, durch den sie ihre TCO (Total Cost of Ownership) optimieren können“, sagt Thomas Vogt, Geschäftsführer der Adlos AG, Liechtenstein. „Mit unserem Kannmotion erhalten Sie präzise nur die Features, die sie für ihre Anwendung brauchen“, fügt Olaf Kämmerling, Geschäftsführer der Koco Motion GmbH, Dauchingen hinzu.
Schrittmotor mit Steuerung – Aufbau und Funktion
Der aus einem Schrittmotor mit integriertem Encoder und einer direkten Ansteuerung bestehende Antrieb ist als geschlossener Regelkreis konzipiert. Dei Closed-Loop Servomotoren sind einfach aufgebaut und vollständig programmierbar. Die kundenspezifischen Anpassungen von Hard- und Software basieren in der Regel auf 80 % Standardbausteinen, die nach dem Baukastenprinzip zusammengestellt werden.
Das kompakte Antriebssystem arbeitet auch im Dauerlauf zuverlässig wie ein Servomotor und lässt sich über Befehle oder Ablaufprogramme der Schrittmotorsteuerung programmieren. Es steht in der Nema Bauform mit den Flanschgrößen Nema 11, 14, 17, 23, 24 und Nema 34 (z. B. Nema 34, 86 mm x 86 mm) mit Haltemoment von 0,05 Nm bis Haltemoment 12 Nm zur Verfügung. Die Versorgungsspannung ist von 12 V bis 48 V gegeben und der Phasen Strom kann bis maximal 10 A betragen. Einsatzgebiete finden die Servomotoren überall dort, wo Positionieraufgaben, geregelter Dauerlauf oder ein programmierter Bewegungsablauf gefordert sind.
BLDC Motor für hohe Laufruhe und lange Laufzeit
Der Kannmotion benötigt weniger Bauteile als vergleichbare Servomotoren. Durch die Reduzierung der Bauteile verringert sich der Montageaufwand. Auch werden der Verschleiß und das dabei entstehende Fehlerpotential reduziert. Der Verschleiß verringert sich zudem Dank Direktantrieb des Kannmotions. Durch den Wegfall des Getriebes fällt auch der Geräuschpegel kleiner aus.
Der Wirkungsgrad ist um 30 bis 50 % höher als bei einem konventionellen DC Getriebemotor. Die Stepper Motoren mit Controller und Encoder sind zudem sehr kompakt gebaut, weil die ebenfalls sehr kompakte Schrittmotorsteuerung direkt auf dem Antrieb sitzt und der Encoder bereits integriert ist. Über die Einstellung des Stroms lässt sich das abgegebene Drehmoment anpassen. Hier besteht ein Klemmschutz gemäß Maschinen Richtlinie, so dass beim Schließen von einer Klappe keine Verletzungsgefahr besteht.
Auch ein technischer Defekt bei Manipulation oder Fehlbedienung des Antriebs ist ausgeschlossen. „Wenn beispielsweise Kinder an einer Antriebklappe herumspielen, indem sie die Klappe ständig auf und zu machen, würde das Getriebe zerstört werden“, beschreibt Thomas Vogt ein Beispiel. Durch dessen Wegfall sei das Problem aber gar nicht erst präsent. Der Servoantrieb lässt sich einfach zurückdrehen. Das Rastmoment vom Motor ist sehr niedrig und Komponenten werden nicht belastet.
Auslegung eines Schrittmotor-Systems
Wie muss man es sich nun vorstellen, wenn man solch ein Kannmotion System, bestehend aus einem Schrittmotor mit integrierter Kannmotion-Steuerung und Encoder bei Koco Motion bestellen oder auslegen möchte? „Die Integration eines Motors in ein neues Produkt erscheint im ersten Augenblick recht simpel: Der Motor soll eine spezifische Dreh- oder Linearbewegung ausführen. Diese erzeugte Bewegung ist das Herz on dem Servoantrieb. An diesem Punkt kommt unser Know-how dazu: Die Auswahl des richtigen Antriebs mit der optimal passenden Ansteuerelektronik“, beschreibt Olaf Kämmerling das Prozedere.
Zur Spezifikation der Anforderungen müssen die Kunden zunächst viele W-Fragen beantworten wie:
- Welche Geschwindigkeit wird benötigt?
- Wann soll sich der Motor drehen?
- Welche Motortechnik ist gewünscht?
- Wie soll der Antrieb befestigt werden?
- Welches Drehmoment bzw. welche Kraft?
- Welche Adaption an die Motor Welle?
- Welcher Bauraum steht zur Verfügung?
- Wie wird der Antrieb angesteuert?
- Welche Lebensdauer wird vorausgesetzt?
- Welche Umweltbedingungen herrschen vor?
Präzisiongetriebe für Eingangs Drehzahl mit 8500 Umdrehung pro Minute
Mit einer Anpassung der Schrittmotoren lassen sich Effizienz, Lebensdauer, Erwärmung usw. positiv beeinflussen. Wichtig ist ein frühzeitiger Austausch der Infos und die Erstellung eines realistischen Zeitplans. Dann folgt die Auswahl des Motors, der evtl. anzupassen ist. Die Motoren Technologie gibt die Ansteuerung vor. Darauf ausgerichtet wird das Bewegungsprofil beschrieben und initiiert. Weitere Funktionen oder Komponenten wie Anzeige- oder Steuerelemente oder Peripheriegeräte werden dann wie Bausteine hinzugefügt.
Schrittmotoren mit Steuerung in Industrie 4.0
Der Servomotor kann auch Industrie 4.0 Dafür haben seine Macher den Kannmotion für die Kommunikation in der smarten Fabrik ausgelegt. Er verfügt über CANopen sowie RS232- und RS485-Schnittstellen. Außerdem können die Stepper Motoren mit digitaler Input- und Output-Funktion (DIO) gesteuert werden. Weitere Schnittstellen sind auf Kundenwunsch umsetzbar.
„Leider können wir an dieser Stelle nicht viele konkrete Anwendungsfälle beschreiben. Da sind unsere Kunden eigen. Mit den meisten haben wir eine Geheimhaltungsvereinbarung abgeschlossen. Soviel aber kann ich sagen: Von der Formatverstellung, über Vakuumgreifer, Gemüseschäler, Blutpumpen und Schweiß Roboter, ja sogar Musikinstrumente ist die Applikationsvielfalt derart groß, dass wir sie eh gar nicht alle aufzählen könnten“, sagt Thomas Vogt. „Zwei schöne Beispiele haben wir aber doch, die zeigen, wieviel Total Cost of Ownership man sparen kann“.
„Unterm Strich ist es immer wichtig, was man bezahlen möchte für den direkten Zuschnitt eines Antriebs auf die Funktionen, die ihm zugedacht sind. Hierbei spielen nicht nur die Anzahl der Bauteile oder ihre Preise eine Rolle, sondern auch die Montage-, Wartungs- oder Reparaturkosten – TCO eben“, gibt Olaf Kämmerling zu bedenken und weiter: „Leider schauen Anwender noch viel zu sehr auf den Preis des Antriebs selbst und nicht auf die Gesamtkosten. Ein Umdenken hier wäre sehr wünschenswert.“
Kannmotion 2.0 und die Zukunft
Seit sechs Monaten ist der Motor mit Steuerung-Generation 2.0 auf dem Markt. Verbesserungen wurden in der Mechanik, Elektronik sowie Software vorgenommen. Ein komplett überarbeitetes Tool der Kannmotion Manager unterstützt den Anwender bei der Integration.
„Sicher die größte Änderung ist die Art der Programmierung. Eine möglichst breit einsetzbare Firmware (Software) und schnellere Reaktionszeiten waren das Ziel. Nun haben wir eine Entwicklungsumgebung geschaffen, mit welcher der Anwender im objektorientierten Flow Chart Editor oder im C Code seine Applikation umsetzten kann. Der Himmel ist die Grenze“, schwärmt Thomas Vogt.
„Der Markt hat unser Kannmotion-System sehr gut aufgenommen. Hier konnten wir bereits verschiedene Anwendungen in allen Projektstadien von der Evaluation über Final Testing bis hin zur Serie umsetzen. Die Möglichkeit der kundenspezifischen Ausführung ist aus unserer Sicht immer noch einzigartig“, fügt Olaf Kämmerling hinzu.
Adlos und Koco Motion bekommen immer neue Inputs von ihren Kunden für eine Weiterentwicklung ihrer Schrittmotoren Plattform. Zuletzt haben sie den Controller in Bezug auf Nema 11 auf einen speziellen Kundenwunsch hin realisiert. Ganz nah am Kunden wollen sie die Entwicklung dieser einzigartigen Plattform auch künftig vorantreiben. Damit bieten sie dem Markt Produkte an, die präzise das machen, was sie sollen – nicht mehr und nicht weniger.
Unzählige Anwendungen aus nur einer Plattform
16.11.2022 | Die Komponenten eines Kannmotion Servomotors lassen sich nach dem Baukastenprinzip individuell zusammenstellen. Die intuitive Programmierung von Abläufen machen den Antrieb besonders prädestiniert für dezentrale Insellösungen ohne aufwendige übergeordnete Steuerungen. Das Konzept eignet sich besonders für kostengünstige, individuelle Lösungen ab kleinen Serien.
Weitere Anwendungen sind Positionierungen, geregelte Dauerläufe oder programmierte Bewegungsabläufe. Mit dem DC-Motor lassen sich selbst einfachste Anwendungen automatisieren. Sie bestehen oft nur aus einer Achse. Dabei erhält der Antrieb auf verschiedene Gegebenheiten hin ein Signal zur weiteren Verarbeitung. Ein fest hinterlegtes Programm, welches abgefahren wird, ist ebenso eine Option wie eine von der am Analogeingang angelegten Spannung abhängige Position. Beispiele sind Stellventile, Regelventile oder der Antrieb einer Achse mit verschiedenen Drehzahlen. Mit der Auswertung der Analogspannung am Eingang kann unter anderem auch eine von der angelegten Spannung abhängige Drehzahl variieren. Das ermöglicht die Regelung von Position und Drehzahl.
Eine besonders interessante Anwendung ist der Austausch von pneumatischen Lösungen durch miniaturisierte, elektrische Antriebe. Die Spannungsversorgung liegt hier oft bei 24 V, welche über die Ein- und Ausgänge verarbeitet werden kann. Das macht den Umbau kostengünstig und sehr einfach. Häufig sind die Anwendungen ohne größere Änderungen in der bestehenden Infrastruktur einsetzbar. Selbst wenn die Leistung eines miniaturisierten, elektrischen Antriebs oft geringer ist als die seines pneumatischen Antriebs, reicht sie doch für sehr viele Einsatzfälle aus. Die Hublänge ist stufenlos einstellbar und kann über die Schnittstelle oder das Programm einfach angepasst werden.
Die erst in diesem Jahr eingeführte Variante mit einem Gleichstrommotor hat sofort Anklang gefunden wie das nachfolgende Beispiel zeigt: „Für eine Formatverstellung wurde ein bürstenbehafteter Gleichstrommotor mit der Kannmotion-Steuerung ausgestattet. Eine Variante ohne Getriebe sorgt für die schnelle Bewegung bei geringem Moment. Mit einer weiteren Variante mit einem 36:1 Getriebe haben wir das notwenige Drehmoment bei der optimalen Geschwindigkeit umgesetzt“, beschreibt Olaf Kämmerling die Anwendung. Dank guter Regelung und Encoder lässt sich die Formatverstellung relativ einfach positionieren. Dabei blieben die Gesamtkosten des Antriebs weit unter den Erwartungen des Kunden.
Automatisierter Backwaren Verkaufsstand
Das Beispiel einer automatisierten Backwaren Theke verdeutlicht das Einsparpotential des Servomotors. Um die erforderliche Hygiene zu gewährleisten, bietet der Anwender sein Brotsortiment hinter Glas an.
Das Brot im transparenten Verkaufsstand wird über eine Glastür für den Kunden zugänglich. Dazu muss er den Öffnungsmechanismus betätigen, indem er leicht auf die Tür drückt. Sobald das geschieht, startet ein vorprogrammiertes Ablaufprogramm. Der Druck auf die Tür wird von der Kannmotion-Steuerung durch den integrierten Absolut-Encoder erkannt. Die detektierte Positionsänderung am Encoder durch die Bewegung der Tür startet das Ablaufprogramm. Dadurch wird die Tür sanft geöffnet. Nach Ablauf der einprogrammierten Zeit in Sekunden schließt sich die Tür wieder.
Kann sie aufgrund eines Hindernisses nicht in ihre Endposition zurückfahren, sendet der Encoder ein Signal an den Controller, die die Tür zurück in die Position Offen schickt. Nach einer definierten Zeit startet der Schließvorgang von vorn. Das Ablaufprogramm wird nur von dem Kannmotion gestuert. Eine übergeordnete Steuerung wird nicht benötigt.
„Die ursprüngliche Lösung des Antriebs beinhaltete sieben Komponenten: Motor, Getriebe, Encoder, Steuerung, Startknopf, Sensor und Verkabelung. Diese verursachten nicht nur Kosten für Konzeptionierung, Entwicklung, Einkauf, Wartung und Support, sondern stellten auch jeweils potenzielle Fehlerquellen dar“, gibt Herr Vogt zu bedenken. Die verschiedenen Lieferanten für die Bauteile mussten ebenfalls ausgewählt werden, was den Aufwand zur Realisierung des Antriebs zusätzlich in die Höhe trieb.
Mit der Kannmotion Konstruktion hat sich der Wartungsaufwand reduziert und das System ist zuverlässiger. Die nicht benötigte Verkabelung stellt keine Fehlerquelle mehr dar. „Bei einer Anwendung wie dieser fallen natürlich auch die Entwicklungskosten nur einmal an, die zudem nur auf die benötigten Funktionen reduziert sind“, so Thomas Vogt.
Servomotor steuert Münzsortierer ohne SPS
10.12.2018 | Die Antriebsplattform „Kannmotion“ von Koco Motion und Adlos wurde um einige Features erweitert. Was damit u. a. möglich ist, haben die Kooperationspartner kürzlich anhand eines Münzsortierers auf der SPS IPC Drives 2018 in Nürnberg demonstriert. Das Servo System Kannmotion ist eine Plattform für kundenspezifische Anwendungen auf Basis integrierter Schrittmotorsteuerungen.
Das eine Konzept bietet somit viele Möglichkeiten für unterschiedlichste Anforderungen. Auf diese Plattform wird das platzsparende und kostenoptimierte Antriebssystem individuell angepasst. Und das lohnt sich häufig schon für verhältnismäßig kleine Stückzahlen ab 100 Stück. Der Motor kann mit Hilfe des kostenlosen Stepper Config Tools programmiert werden. Mit diesem einfach zu bedienenden Tool lassen sich innerhalb kürzester Zeit selbst komplexe Abläufe und Regelalgorithmen effizient abbilden. Damit eröffnet Kannmotion neue Anwendungsfelder, die bislang oft anderen Technologien vorbehalten blieben:
So wurden die Steuerungen beispielsweise mit einem Linearaktuator kombiniert und konnte so einen Pneumatikzylinder ersetzen. Die Hublängen sind stufenlos flexibel. Innerhalb einer Bewegung lässt sich eine unterschiedliche Geschwindigkeit realisieren.
Diese Vakuumgreifer handeln einfach alles
Für industrielle Anwendungen können die Stecker durch robuste Schraubanschlüsse ersetzt werden. Auf Wunsch lässt sich zudem die Schutzklasse sogar auf IP65 erhöhen. Zur Vernetzung innerhalb komplexer Geräte verfügt das Servo System neben der standardmäßigen RS232 Schnittstelle jetzt über eine CANopen Schnittstelle. Für das Jahr 2019 ist zusätzlich noch eine IO-Link Schnittstelle geplant.
Komplexe Anwendung mit drei Antrieben
Zur SPS IPC Drives haben Koco Motion und Adlos das Servosystem in der Anwendung eines Münzsortierers vorgestellt und damit eine komplexe Anwendung ohne SPS demonstriert. In diesem Münzsortierer werden Münzen vereinzelt, ihr Durchmesser gemessen, entsprechend in Position gebracht und schließlich dem richtigen Fach zugeführt.
Der Münzsortierer wurde mit drei Kannmotion Antrieben aufgebaut, die über eine Ablaufsteuerung DIO (digitaler Input und Output) gesteuert werden. Jeder Servomotor hat dabei eine spezielle Aufgabe zu erfüllen. Der Freigabemotor (1) dient als Schranke und lässt die Münze in das dafür vorgesehen Fach fallen. Der Vibrationsmotor (2) befördert die Münzen in der Rutsche, indem der Motor absichtlich außer Tritt fällt und damit vibriert. Fällt eine Münze in die Rutsche durchbricht diese eine Lichtschranke und gibt dem Vibrationsmotor das Stoppsignal. Der KannMOTION gibt dann ein Startsignal an den Drehtellermotor (3) weiter. Nach Erhalt dieses Signals liest der Drehtellermotor den analogen Input ein. In der Programmierung des Kannmotions ist eine Tabelle hinterlegt, welche den Durchmesser der Münze einem Fach im Drehteller zuordnet. Der Drehteller dreht sich in Position und gibt dem Freigabemotor das Startsignal.
Diese Anwendung lässt sich sehr vielseitig adaptieren so zum Beispiel in einem Rundtaktmontageautomaten oder an einem Paternoster. Der Münzsortierer soll aufzeigen, wie einfach und vor allem wie flexibel Kannmotion einsetzbar ist.
Vakuumgreifer für drucklose Handling Aufgaben
03.08.2017 | Zum Druckluft einsparen bietet Etaopt druckluftlose Alternativen für die Industrie. Mit der preisgekrönten Saug-Hebevorrichtung „Etavac-SH-ZPN“ erhalten umweltbewusste Unternehmen eine effizientere und umweltfreundlichere Alternative zu Pneumatik und konventionellen Vakuumejektoren. Die Vorrichtung basiert auf der völlig neuen Vakuumtechnologie „Etavac“. Eine zentrale Komponente in dieser Entwicklung ist das neue Antriebssystem „Kannmotion“ von Koco Motion und Adlos.
Archiv für Kannmotion Servomotor News
Kannmotion Servomotoren Generation 1.0
03.02.2017 | Koco Motion erhielt im Jahr 2016 eine Anfrage von einem Schweizer Hersteller für Analysegeräte, der auf der Suche nach einer antriebstechnischen Lösung für ein Großprojekt war. Die darin verbaute Ventilsteuerung für Analysengeräte führte die Firmen Adlos, als Steuerungsentwickler und Koco Motion als Antriebsspezialist zusammen.
Um die Anforderungen zu realisieren, entwickelten beide Unternehmen ein auf die Anwendung zugeschnittenes Schrittmotor-Steuerungssystem. Die Zusammenarbeit verlief so gut, schnell und erfolgreich, dass Koco Motion Geschäftsführer Gerhard Kocherscheidt und Adlos Geschäftsführer Thomas Vogt anschließend einen langfristigen Kooperationsvertrag abschlossen.
„Wir wollen dieses Erfolgskonzept multiplizieren, weil bestehende Produkte aus unserem Lieferprogramm oder erhältliche am Markt solche Anforderungen nicht optimal erfüllen“, sagt Gerhard Kocherscheidt. Thomas Vogt ergänzt: „Zur Umsetzung dieses Ziels werden wir vorhandene Hardware modifizieren und die Software genau an die Bedürfnisse des Kunden anpassen. Wir schätzen den dafür benötigten Entwicklungsaufwand auf zwischen 10 und 20 Prozent je nach Applikation“.
Präsentation der Kann Motion Plattform zur Markteinführung
02.02.2017 | Gerhard Kocherscheidt, Geschäftsführer und Firmengründer, Koco Motion GmbH, Dauchingen und Thomas Vogt präsentierten 2017 in einem Fachvortrag anlässlich der Fachpressetage des RBS Stutensee in Karlsruhe den neuen Servomotor "Kannmotion".
Die Koco Motion GmbH entwickelt und fertigt im badischen Dauchingen kleine Gleichstrommotoren und Getriebe sowie Sondermotoren. Zudem ist der achtzehn Mitarbeiter umfassende Betrieb exklusiver Vertriebspartner des amerikanischen Unternehmens SEM (früher Intelligent Motion Systems) sowie von Constar und Dings – ihres Zeichens chinesische Antriebsspezialisten für Schrittmotoren, Linearaktuatoren und Gleichstrommotoren.
BLDC Motor: Wenn der DC Motor an seine Grenzen kommt
Die Adlos AG aus Liechtenstein ist ein unabhängiger Anbieter von Engineering, elektronischen Baugruppen und Produktions-Dienstleistungen. Zur Gruppe gehören drei Firmen mit rund 200 Mitarbeitern in über 50 Ländern. Die Ingenieure unterstützen Unternehmen bei Beratung, Projektleitung, Analyse, Design, Konstruktion, Implementierung sowie Test und Produktion.
Schrittmotor, Encoder und Steuerung
Einfach. Kostenoptimiert. Kundenspezifisch: So lautet die Zielsetzung der Kooperation, welche sich auf eine neu zu schaffende Antriebsplattform bezieht. Unter dem Arbeitstitel Kannmotion entstand basierend auf der oben genannten kundenspezifischen Entwicklung ein neues Servomotor System, bestehend aus einem Schrittmotor mit integriertem Drehgeber und einer Direktsteuerung.
„Unser Kannmotion-System verschafft unseren Kunden Wettbewerbsvorteile, die durch das kundenspezifische Design generiert werden“, beschreibt Thomas Vogt das Alleinstellungsmerkmal der Neuentwicklung. „Und es kann nur das, was es können muss – und zwar perfekt“, freut sich Gerhard Kocherscheidt und weiter: „Das System ist qualitativ und funktionell mit den aktuell in Europa angebotenen Antrieben vergleichbar, bietet aber zudem einen deutlichen Kostenvorteil, realisiert durch die darin verbauten – auf die Anwendung abgestimmten und notwendigen –Komponenten.“ Die Fertigstellung der Systeme erfolgt in Europa.
Konzept der Neuentwicklung
Zunächst haben die Kooperationspartner eine Kosten-Nutzenrechnung in den bereits erfolgreich abgeschlossenen und aktuell laufenden Projekten vorgenommen. Auf der mechanischen Seite kommt beispielsweise ein Schrittmotor statt DC-Motor mit Getriebe zum Einsatz. Daraus resultiert eine Bauteilersparnis, einhergehend mit einem geringeren Verschleiß, höheren Standzeiten und einer geringeren Geräuschentwicklung. Oder es wird Pneumatik durch einen Schrittmotor mit elektronischer Control ersetzt. Die Closed-Loop-Regelung (geschlossener Regelkreis) übernimmt die Drehzahl Regelung des Motors sowie die Drehmoment Regelung und die Positionierung.
Gleichstrommotor als Allroundtalent für unzählige Applikationen
Gegenüber pneumatischen Steuerungssystemen können mit Kannmotion beliebige Fahrprofile wie kontrolliertes Anfahren und Bremsen, das Einnehmen von Zwischenpositionen, mehr Funktionalität, höhere Lebensdauer und geringere Geräuschentwicklung bei geringeren Betriebs- und Servicekosten erreicht werden.
Zuverlässige Funktion und einfache Programmierung
Der kompakte Kannmotion arbeitet zuverlässig wie ein Servomotor und lässt sich über Befehle oder Ablaufprogramme programmieren. Seine Einsatzgebiete finden sich überall dort, wo Positionieraufgaben, geregelter Dauerlauf oder programmierter Bewegungsablauf benötigt werden. Zusätzlich können die an Bord befindlichen digitalen und analogen Ein- und Ausgänge zur Initiierung der Bewegungsabläufe programmiert werden. Den Kannmotion gibt es in den Flanschgrößen Nema 17, 23 und 24 mit Drehmoment von 0,4 bis 3,0 Nm. Die Versorgungsspannung beträgt je nach Anwendung 24 V bis 48 V.
Die Kommunikation erfolgt über die RS232 Schnittstelle als Standard. Die Motorparameter sind jeweils in dem internen Speicher hinterlegt. Über ein einfach zu bedienendes Terminalprogramm können weitere Parameter und Befehle zu gewünschten Bewegungsabläufen an die Motorsteuerung gesendet werden. Die Bedienung ist einfach: Alle Befehle sind aus einem Drop Down Menü wählbar. Dabei wird die Beschreibung jedes Befehls in der rechten Bildschirmseite angezeigt. Auch über den ASCII-Code lässt sich der Servomotor leicht programmieren. Die bestechende Einfachheit des Terminalprogramms ermöglicht es dem Anwender, in kürzester Zeit Bewegungsabläufe in die Realität umzusetzen.
Anwendungsbeispiele mit Wertanalyse
„Das Kannmotion-Konzept eignet sich auf Grund seiner Flexibilität für eine Vielzahl von Anwendungen in ganz unterschiedlichen Bereichen wie für den breiten Industrieeinsatz und wir haben sogar einen Musikinstrumenten-Hersteller gewinnen können, der nun ein Vibraphon mit unserem Servomotor verstellt“, beschreibt Gerhard Kocherscheidt die bisherige Markteinführung.
In einem Rotationswärmetauscher konnte durch die Einsparung des Getriebes und der damit einhergehenden Minimierung der Verschleißteile eine Preisreduktion von 65 Prozent realisiert werden. Der Lärmpegel hat sich bei dieser Entwicklung um 30 Prozent verringert.
Konnektivität für die Zukunft kommt von Harting
Beim Einsatz des Kannmotions in einem Bestückungsautomaten kommt dieser jetzt ohne SPS und Schaltschrank aus, wodurch sich die Fehler- und Verschleißquellen reduzieren. Eine integrierte IO-Steuerung vereinfacht die Verkabelung. Statt 230 VAC ist die Konstruktion in 24 VDC ausgeführt und wird somit der Maschinen Richtlinie gerecht.
„Unterm Strich ist die Plattform so ideal wie notwendig, weil wir durch die Kombination von Standard und kundenspezifischer Anpassung Werte generieren können, die Alleinstellungsmerkmale generieren. Das absolute Credo sind die Total Cost of Ownership (TCO)”, fasst der Engineering-Dienstleister den Benefit zusammen.
Mittelständisches Kompetenzzentrum
Mit der Kooperation haben die beiden Unternehmen ein starkes Kompetenzzentrum für Kannmotion geschaffen, in dem sich aufgrund der mittelständischen Flexibilität fast alle Anforderungen der Kunden umsetzen lassen. Derzeit arbeiten die Ingenieure an der Implementierung weiterer Schnittstellen wie CANopen und Rest.
„Wir sind übrigens für alle Branchen offen und laden den Kunden zu einer engen Zusammenarbeit bei der Neuentwicklung ein“, stellt der Antriebsspezialist in Aussicht. Da für die Optimierung eines Antriebs beziehungsweise eines Steuerungssystems immer Entwicklungsarbeit und eventuell auch Werkzeuge benötigt werden, die Initialisierungskosten verursachen, ist eine Mindeststückzahl von 100 Systemen nötig, um ein kundenspezifisches System zu realisieren. Bisherige Projekte umfassen Stückzahlen von 1000 bis 10.000.
„Wir sind hier pure Idealisten“, bekennt sich Thomas Vogt zur weiteren Zielsetzung. „Mit unseren kundenspezifischen Kannmotion Servomotoren werden wir qualitativ hochwertige und preislich unschlagbare Antriebslösungen für die Großserie realisieren.“ Und sollte es um kleinere Stückzahlen gehen – kein Problem: „Dafür haben wir ja noch unser umfangreiches Standardportfolio. Denn bei Stückzahl 1 und Kleinstserien sind diese Antriebe einfach wirtschaftlicher“, schließt Gerhard Kocherscheidt.
Technisches Allgemeinwissen
Was ist ein Schrittmotor?
Ein Schrittmotor ist ein Synchronmotor. In seinem feststehenden Stator mit Spulen dreht sich ein Rotor durch ein schrittweise (Schrittwinkel) rotierendes, elektromagnetisches Feld. Das Drehmoment zum Antreiben des Rotors entsteht durch die verschieden ausgerichteten Magnetfelder in Rotor und Stator. Der Rotor kann jeweils um einen kleinen Schrittwinkel oder um sein Vielfaches gedreht werden. Schrittmotoren gibt es auch in der Ausführung Linearmotor.
Was ist ein Servomotor?
Ein Servomotor ist ein Elektromotor mit einem Sensor bzw. Encoder, der einer Rückmeldung und Regelbarkeit der Position seiner Motorwelle linear oder rotativ, der Dreh Geschwindigkeit und der Beschleunigung gestattet. Über den sogenannten Servoregler werden die Servomotoren Drehzahl geregelt, Strom geregelt und Positions geregelt. Ein Servomotor basiert auf verschiedenen Motortypen wie Schrittmotoren, Gleichstrommotoren, Sychronmotoren oder Asynchronmotoren.
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Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.