Einzelantriebe ersetzen Zentralantrieb
Maschinen herkömmlicher Bauart sind oft
mit einem Zentralantrieb versehen. Dieser ist drehzahlveränderbar
ausgeführt und stellt die mechanische Energie für
die gesamte Maschine bereit. Über ein System aus Wellen
und Getrieben wird die mechanische Energie an die Stellen
innerhalb der Maschine transportiert, an denen sie gebraucht
wird.
Neben der Weiterleitung der mechanischen Energie übernehmen
die mechanischen Elemente noch eine weitere Aufgabe. Sie
erzwingen die koordinierte Bewegung aller Maschinenteile
und realisieren innerhalb der Maschine eine Bewegungsführung.
Zentralantrieb begrenzt Produktivitätssteigerung
Soll die Produktivität von Maschinen
gesteigert werden, müssen unter anderem
- notwendige Bewegungen schneller und dynamischer ausgeführt
und
- Umrüstzeiten bei Formatänderungen der zu produzierenden
Güter verringert werden.
Beiden Anforderungen steht das Konzept des Zentralantriebes
entgegen.
- Steigende Dynamik stellt hohe Anforderungen an die Spielfreiheit
und Steifigkeit der mechanischen Elemente. Werden diese
entsprechend ausgeführt, sind Kostenerhöhungen
nicht zu vermeiden.
- Formatänderungen sind nur durch Umbauten im mechanischen
System, also Austausch von Getriebelementen realisierbar.
Das ist zum Teil mit erheblichen Zeitaufwänden verbunden.
Außerdem sind die möglichen Formatänderungen
begrenzt.
Elektronisch koordinierte Einzelantriebe ermöglichen
mehr Flexibilität und Produktivität
 Die
Lösung des Problems liegt im Ersatz des Zentralantriebes
und der mechanischen Elemente durch mehrere Einzelantriebe.
Diese speisen die mechanische Energie dort ein, wo sie benötigt
wird. Der Transport über Wellen und Getriebe kann weitgehend
entfallen.
Damit sind die Begrenzungen, die sich aus spielbehafteten
und "weichen" mechanischen Elementen ergeben,
beseitigt. Eine Steigerung der Dynamik und der Produktivität
der Maschine ist möglich.
Die zweite Aufgabe der mechanischen Elemente, die Bewegungen
der einzelnen Maschinenteile zu koordinieren, wird jetzt
elektronisch gelöst. Eine Positioniersteuerung übernimmt
diese Funktion. Die Bewegungsführung wird durch ein
Softwareprogramm innerhalb der Steuerung realisiert. Sie
erfaßt die Position der betroffenen Maschinenteile,
vergleicht sie mit den vom Programm vorgegebene Sollwerten
und steuert dementsprechend die Einzelantriebe.
Tritt nun eine Formatänderung auf, müssen nur
einige Softwareteile ausgetauscht oder neu parametriert
werden. Da die dafür benötigten Zeiträume
nur sehr kurz sind, können Formatänderungen sehr
schnell, zum Teil sogar bei laufender Maschine vorgenommen
werden.
Anzahl der Servoantriebe steigt überproportional
Bei der Umstellung von Maschinen auf Einzelantriebe wird
der Zentralantrieb durch mehrere Einzelantriebe ersetzt.
Die Anzahl der in Maschinen verwendeten elektrischen Antriebe
steigt damit absolut. Da die Einzelantriebe Teil einer elektronisch
koordinierten Bewegungsführung sind, werden hohe Anforderungen
an ihre Dynamik gestellt. Die Einzelantriebe sind deshalb
im allgemeinen als Servoantriebe ausgeführt.
Aus diesen Überlegung folgt, daß in den kommenden
Jahren mit einer übeproportionalen Zunahme von Servoantrieben
zu rechnen ist.
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