Grenzen überwinden für Leistungsvorteile
Die ständig steigenden Anforderungen an Produktivität und Genauigkeit führen zu neuen Herausforderungen für Antriebssysteme und damit auch für Servoantriebe. Mechanische Schwingungen und die Robustheit der Systeme setzen diesem Streben nach Geschwindigkeit und Präzision jedoch Grenzen, die stets neu überwunden werden müssen.
Die Triamec Motion Solution durchbricht bisherige Grenzen und verschafft Ihrer Anwendung einen erheblichen Leistungsvorteil, indem sie herausragende Lösungen für die folgenden technischen Herausforderungen bietet.
Hochdynamische Mechanismen mit geringer Lagerdämpfung und ausgeprägten Resonanzen
Die schnelle Reaktion des Regelungssystems ermöglicht eine Dämpfung des Systems. Resonanzen werden aktiv unterdrückt.
Um Prozesse zu beschleunigen und die Genauigkeit zu verbessern, werden zunehmend direkt angetriebene Achsen eingesetzt. Der Wegfall von Spiel oder spielfreie, aber elastische Getriebe, wirken sich sehr positiv auf die Prozessgenauigkeit und Zykluszeit aus. Allerdings ist es so schwieriger, eine gute Anpassung der Last an den Motor zu erreichen. Ausserdem entfällt die Gleitreibung des Getriebes, was zur Dämpfung des Antriebs beiträgt.
Mechanische Resonanzen treten infolgedessen mit grösserer Überhöhung auf und können schnell zu Störungen des Prozesses führen. Insgesamt ist die Regelung im Servoantrieb daher wesentlich anspruchsvoller als bisher. Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, muss ein fortschrittliches Regelsystem über eine deutlich höhere Bandbreite verfügen, um das gesamte System aktiv zu dämpfen. Triamec-Servoantriebe mit einer 100-kHz-Regelung erfüllen diese Anforderung perfekt und erzielen beeindruckende Ergebnisse.
Spielarme, hoch vorgespannte Kugellager: Hohe Reibung
Nur eine schnelle Reaktion des Regelungssystems dämpft wirksam den Ruck zwischen Haft- und Gleitreibung und ermöglicht kleinste Bahnabweichungen während der Fahrt.
Ein Ansatz, um Präzisionsachsen noch genauer zu führen, ist die höhere Vorspannung der Kugellager. Solche Systeme kommen vor allem in Produktionsmaschinen zum Einsatz, die sich sehr langsam drehen, mit Geschwindigkeiten weit unter einer Umdrehung pro Minute. Neben der Position spielt hier insbesondere die Synchronität eine wichtige Rolle: Der Antrieb muss jederzeit exakt der eingestellten Geschwindigkeit folgen, also mit minimaler Abweichung.
Die hohe Vorspannung der Lager führt zu einer sehr hohen Gleitreibung und einer noch höheren Haftreibung. Aufgrund der langsamen Drehung befindet sich die Achse ständig zwischen Haft- und Gleitreibung, einem sehr instabilen Bereich, der daher kaum kontrollierbar ist. Experimente haben gezeigt, dass eine schnelle Regelung, wie sie die Triamec-Servoantriebe bieten, enorme Verbesserungen von deutlich mehr als einer Größenordnung im Synchronbetrieb bringt.
Schnelle Prozesse im Millisekundenbereich
Eine ausreichende Probenahme ist für eine gute Prozesskontrolle unerlässlich.
Schnelle Prozesse wie das Wire-Bonding, bei dem bis zu 30 Drähte pro Sekunde zwischen dem Siliziumchip und den Gehäuseanschlüssen gezogen werden müssen, erfordern eine hohe Abtastfrequenz: Der 20 μm dicke Draht wird in nur 15 ms auf einer komplexen Bahn im Raum gezogen. Es versteht sich von selbst, dass diese Bahn mit einer ausreichenden Abtastfrequenz abgebildet werden muss, um den Prozess stabil und robust zu machen.
Die Triamec-Servoantriebe arbeiten mit einer Bahnplanung in 10-kHz-Zyklen, die innerhalb von 100 μs neu programmiert werden kann. Die 10-kHz-Sollwerte werden im Antrieb zur Positionsregelung auf 100 kHz interpoliert.
Rauschunterdrückung
Eine schnelle Regelung reagiert schneller auf Abweichungen und kann diese daher besser unterdrücken oder ausgleichen.
Eine gute Störunterdrückung ist neben einer hohen Dämpfung und einem guten Regelverhalten das Ziel jedes Steuerungssystems. Dies sollte bis zu den höchstmöglichen Frequenzen angestrebt werden. Die Anwendung des Kunden erreicht so eine deutlich höhere Robustheit, bessere Oberflächenqualitäten und damit eine insgesamt bessere Prozessqualität.
Mit einer Stromregelung und Positions-/Geschwindigkeitsregelung von 100 kHz setzt Triamec in diesem Bereich Massstäbe.