Skalierbare Komplettlösung für 50 bis 750 W Nennleistung

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Ein komplett neues Spektrum an Motoren wurde entwickelt

Die gleichfalls neu vorgestellten Servomotoren wurden mit Blick auf zwei Leistungsfälle entwickelt: das hochdynamische Bewegen geringer Lasten und die dynamische, vor allem aber hochpräzise Bewegung mittlerer und größerer Lasten. Entsprechend gibt es den Motor Simotics S-1FK2 in zwei Varianten: High Dynamic (mit geringer Trägheit) und Compact (mit mittlerer Trägheit).

Im Zusammenspiel mit der schnellen Abtastung und ausgefeilten Regelalgorithmen des Umrichters S210, einem hochwertigen Feedback-System und der Kombination aus niedriger Rotorträgheit und hoher Überlastfähigkeit wird eine beeindruckende Dynamik und Präzision erreicht, insbesondere bei den kleinen High-Dynamic-Motoren.

Im Vergleich zu anderen Servo-Motorreihen von Siemens ist die Vielfalt der angebotenen Optionen deutlich reduziert. Dies dient der Übersichtlichkeit und erleichtert die Auswahl der erforderlichen Komponenten. Mit optionaler Haltebremse, glatter Welle oder Passfeder-Ausführung, Inkremental- oder Absolutwertgeber mit 20 Bit Auflösung sowie einer Schutzart-Option für IP65 ist diese Motorreihe für Anwendungen in der Produktionstechnik gedacht.

Anwendungsschwerpunkte sind insbesondere Maschinen für Verpackung, Handhabung (beispielsweise Pick & Place), Holz- und Keramikverarbeitung und Digitaldruck – eben alle Anwendungen, bei denen hohe Dynamik und zugleich große Präzision gefordert sind.

Auf der Hannover Messe 2017 wurden die für ein perfektes Zusammenspiel gleichsam neu entwickelten Motoren der Achshöhen 20, 30 und 40 mm und Umrichter der Leistungsklasse bis 750 W erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt.

Nur ein Kabel für Leistung, Gebersignale und Bremse

Der Anschluss des Motors an den Umrichter erfolgt durch die Einkabeltechnik OCC, in der Leistungsadern, Gebersignal und Bremse in nur einer Leitung und einem einzigen Stecker zusammengefasst sind. Bei dieser Anschlussleitung wurde der Durchmesser auf 9 mm und der Biegeradius auf 24 mm gesenkt; damit ist das neue OCC-Kabel dünner, leichter und flexibler als bisherige Leistungskabel. Für Schleppketten-Anwendungen gibt es ebenfalls eine innovative kompakte Leitung, die den Biegeradius auf fast den halben Raum im Vergleich zu regulären Schleppkettenleitungen reduzieren kann.

Auch die Schnittstellen am Umrichter und Motor wurden auf maximale Ergonomie ausgelegt. Durch die Einkabeltechnik ersetzt ein kompakter Stecker die oftmals schwerbeweglichen Anschlussvarianten. Für die kleineren Motoren mit Achshöhe 20 und 30 gibt es eine bisher weltweit einzigartige Kompaktlösung einer Winkeldose mit M12-Steckverbinder und Speed-Connect-Schnellverschluss. Der Anschluss ist nur 25 mm hoch, leicht zu bedienen, drehbar und trotzdem äußerst robust. Am Umrichter erfolgt die Verkabelung ebenso einfach über selbstverriegelnde Stecker und gut zugängliche, abnehmbare Push-In-Klemmen auf der Frontseite.

Ausblick – neun weitere Versionen für das Jahr 2018

Nachdem Siemens mit dem Umrichter Sinamics S210 die Tür zu einer neuen Generation von Antriebssystemen aufgestoßen hat, richtet sich der Blick konsequent nach vorne auf weitere geplante Systeme. Tatsächlich ist die Erweiterung des S210-Portfolios bereits in Vorbereitung. Geplant sind für 2018 neun weitere Versionen im Spannungsbereich von 3 AC/200 bis 480 V und einer Leistung von bis zu 7 kW sowie die dazu passenden Motoren bis 50 Nm. Außerdem steht die Integration in das TIA-Portal und die Möglichkeit der Inbetriebnahme mit Startdrive ganz oben auf der Agenda. Das skizzierte Servo-Antriebssystem Sinamics S210 in 230-V-Ausführung wird ab dem vierten Quartal 2017 verfügbar sein.

Nachfolgend die wesentlichen Merkmale der Umrichter Sinamics S210:

• Leistungsbereich 0,05 kW bis 0,750 kW (bis 7 kW in Vorbereitung).

• Spannungsbereich: derzeit 1 AC/230 V (in Vorbereitung ist 3 AC/200 bis 480 V).

• Abmessungen (BxHxT): 45/55/70 mm x 170 mm x 170/195 mm.

• Safety-Integrated-Funktionen: STO und SS1 integriert (in Vorbereitung: SBC, SS1 mit SBR oder SAM, SS2 mit SBR oder SAM, SOS, SLS, SSM, SDI, SBT).

• Kommunikation: Profinet.

• EMV-Filter: integriert.

• Normen: CE, cULus (weitere sind in Vorbereitung).

• Typische Steuerung: Simatic S7-1500/ Simatic S7-1500 T-CPU/Simotion.

Die charakteristischen Kennwerte der Motoren Simotics S-1FK2 (es gibt die zwei Ausführungen High Dynamic und Compact):

• Achshöhen: 20/30/40 mm (bis 100 mm in Vorbereitung).

• Nenndrehmomente: 0,16 bis 2,4 Nm.

• Nenndrehzahl: 3000 min^–1.

• Maximal-Drehmomente: 0,56 bis 7,6 Nm.

• Maximale Drehzahl: 6000 bis 8000 min^–1.

• Encoder: 20 Bit absolut Singleturn oder Multiturn.

• Optionen: Haltebremse, glatte Welle oder Passfeder, Wellendichtring für IP65.

* Guido Hartmann ist Produktmanager für Umrichter, Siemens Erlangen. Johanna Gebhardt ist Marketing Communication Manager, Siemens Erlangen.

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