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Bewegungssteuerung im Maschinenbau: So wird der Schaltschrank zur Mottenkiste

Verantwortlicher Redakteur:in: Andreas Müller 5 min Lesedauer

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Synapticon stellt eine neue Lösung für Bewegungssteuerung im Maschinenbau vor – Premiere von Somanet Integro auf der SPS 2023.

(Quelle: Synapticon)
(Quelle: Synapticon)

Synapticon setzt neue Standards der Bewegungssteuerung im Maschinenbau – Premiere von Somanet Integro auf der SPS 2023 

Mit der Premiere einer Produktlinie und dem Eintritt in ein für das Unternehmen neues Marktsegment präsentiert sich die die Synapticon GmbH auf der diesjährigen SPS in Nürnberg. Denn am Dienstag, den 14. November 2023 hat der Spezialist für Integrated Motion auf seinem Stand (Halle 4, Nr. 4.261) den Vorhang gelüftet und der Öffentlichkeit seine Eigenentwicklung Somanet Integro präsentiert. 

Bis dato hat Synapticon mit seiner Technologie vor allem die Hersteller von Cobots, AGVs und AMRs unterstützt. Somit konnten diese ihre Produkte kompakter konstruieren, einfacher warten, mit mehr Sicherheitsfunktionen auszustatten, produktiver und energieeffizienter machen sowie schneller und günstiger produzieren. 

Erfahrungen aus der Robotik nutzen dem Maschinenbau 

All diese Leistungsmerkmale macht Synapticon mit seinem neuen Integrated Motion Device Somanet Integro nun auch dem klassischen Maschinenbau verfügbar. Das Unternehmen sieht dort einen großen Bedarf an einer entsprechenden Lösung für die Bewegungssteuerung, nachdem die Trends hier in der Elektrifizierung, dem zunehmenden Einsatz von Gleichstromversorgungen, der Reduzierung der Versorgungsspannung, auch durch die Mobilisierung von (dann batterie-basierten) Systemen, der Erweiterung der funktionalen Sicherheit, der Vereinheitlichung der Kommunikation und schließlich der Dezentralisierung liegen.

„Im vergangenen Jahr haben fast 60 Prozent der Maschinenbauer in Deutschland ihre Ausgaben für Forschung und Entwicklung erhöht, um weiterhin erfolgreich zu sein. Für die Zukunft erwarten über 50 Prozent weiterhin steigende Ausgaben für F&E. Mit Somanet Integro liefern wir nun ein Produkt, das Antworten auf viele der transformativen Trends bietet.. Wir haben in den vergangenen Jahren in der Robotik-Branche bewiesen, welchen Einfluss unser Technologie-Ansatz hat“, berichtet Nikolai Ensslen, Gründer und CEO von Synapticon.

„Unser Eintritt in die Branche der Maschinenbauer ist für uns ein immenser Schritt. Haben wir bisher mit Produkten wie Somanet Circulo vor allem den Robotik-Markt adressiert, der in Deutschland ein Volumen von knapp unter 3 Milliarden Euro hat, so peilen wir nun mit Somanet Integro einen Markt an, dessen Volumen in Deutschland nahezu 100-mal so groß ist und in 2025 bei fast 300 Milliarden Euro liegen soll.“

Alte Paradigmen ablösen – der Schaltschrank wird zur Mottenkiste

Seit Jahrzehnten gilt im klassischen Maschinenbau der Schaltschrank als unerlässlich, geht es um die Bewegungssteuerung. Die Automatisierung mit anspruchsvoller Motion Control besteht jeher aus diskreten Komponenten, die zudem über lange Zeit hinweg prinzipiell unverändert geblieben sind. Das macht grundlegende Verbesserungen sehr schwierig und teuer sowie stellenweise unmöglich.

Auf dem Weg zu leistungs- und wettbewerbsfähigeren Produkten haben Maschinenbauer heute zum Beispiel mit den folgenden Herausforderungen zu kämpfen:

  • Die Vielzahl benötigter diskreter und sperriger Automationskomponenten mit geringer Leistungsdichte verschwendet nicht nur Platz sondern auch mehr Energie als nötig.

  • Zeitaufwändige Integration, Schaltschrankplanung und -bau sowie die Abstimmung der Komponenten aufeinander erhöhen Kosten und bremsen Innovationen.

  • Niedrige Effizienz und nicht ausreichendes thermisches Management begrenzen die Leistung und somit die Einsatzmöglichkeiten insbesondere von existierenden dezentralen Motion-Lösungen.

  • Die schlechte Wartbarkeit von dezentralen Antriebslösungen macht sie für viele Maschinenbauer außerdem zu keiner sinnvollen Option.

  • Präzision und Qualität sind von aufwändigen Produktionsverfahren für Motoren und Getrieben abhängig. Die Möglichkeiten der Digitalisierung werden dabei von traditionellen Komponenten nicht ausgeschöpft

  • Funktionale Sicherheit lässt sich meist nur durch Zusatzhardware realisieren, die die Konstruktion verkompliziert und Kosten zusätzlich erhöht

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  • Die wenigsten Automationskomponenten sind für den Einsatz in mobilen Systemen wie AGVs oder mobilen Manipulatoren geeignet. Dabei etablieren sich diese immer mehr als Bestandteil künftiger Produktionsanlagen und damit des Maschinenbaus.

Vollständig integrierte Lösung für die Bewegungssteuerung

„Es liegt auf der Hand, dass im Maschinenbau ein dringender Bedarf an sichereren, effizienteren und kostengünstigeren Lösungen zur Bewegungssteuerung besteht, die zu attraktiven Kosten in Massenproduktion hergestellt werden können“, bilanziert Nikolai Ensslen. „Mit Somanet Integro präsentieren wir eine vollständig integrierte Servolösung, einschließlich hochauflösender Multiturn-Positionssensoren, Safe-Motion-Option und einer perfekten mechanischen Integration in Standard-Industrie-Servomotoren. Der 'Point of Motion“' wird nun neu definiert, indem proprietäre digitale Technologie genutzt wird, die es ermöglicht, das volle Potenzial der Kombination moderner Hard- und Software für eine deutlich effizientere Automatisierung auszuschöpfen.“

Die neue Lösung von Synapticon kombiniert auf die typische Art der Integrated Motion Devices, für die das Unternehmen inzwischen steht, den Servoantrieb, einen hochauflösenden, batteriefreien Multiturn-Geber, anspruchsvolle funktionale Sicherheit sowie eine sehr leistungsfähige Lösung für die mechanische und thermische Integration mit Servomotoren. 

Leistungsmerkmale

  • Ermöglicht zwischen 90-500% höhere Leistungsdichte als bestehende integrierte Motoren

  • Kein Derating: Der integrierte Motor liefert die gleiche Leistung wie der gleiche Motor mit externem Servoantrieb

  • Kein zusätzlicher Platzbedarf: Servoantrieb innerhalb des Platzes, der normalerweise von der Verkabelung oder dem Positionsrückmelder eingenommen wird

  • 10 Sekunden Schraubmontage sowie Austausch der Elektronik ohne Steckverbinder

  • Integrierter, hochgenauer, batterieloser Multiturn-Geber

  • Fortschrittliche funktionale Sicherheit inkl. Safe Motion Funktionen und sicherem Feldbus

  • Universelle Feldbusschnittstelle (EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, CAN und bereit für zukünftige Erweiterungen)

  • Passt zu jedem industriellen Servomotor mit 50-100 mm Flanschgröße

Deutlich höhere Leistungsdichte als bestehende Lösungen für die Bewegungssteuerung

Die Somanet Integro-Reihe realisiert ein patentiertes, hoch optimiertes thermisches Endstufen-Design und Integrationskonzept. In Kombination mit Synapticons proprietärer, modellprädiktiver Stromregelungstechnologie, die Schaltverluste um mehr als 50 Prozent reduziert, entstehen somit erstmals integrierte Motoren, die bei der gleichen Größe dauerhaft das gleiche Leistungsniveau realisieren können, wie schaltschrank-basierte, separierte Servosysteme, die aktiv gekühlt werden müssen.

„Trotz seines extrem kompakten Designs liefert Somanet Integro ein Vielfaches an Leistungsdichte im Vergleich zu bestehenden integrierten Servomotoren. Erste Tests belegen eine Steigerung von bis zu 500%. Ein solches Maß an Effizienz und thermischem Management ist unerreicht“, erläutert Ensslen. „Dieses neue Integrated Motion Device liefert die notwendigen Voraussetzungen für benötigte Fortschritte in der Automatisierung, modernere Maschinen und kosteneffizientere Robotik. Dezentrale Antriebstechnik ist zum ersten Mal bereit, das klassisch separierte Pendant kompromisslos zu ersetzen. Man kann das durchaus als eine Revolution bezeichnen.“

Technische Fakten zusammengefasst

  • Für Servomotoren bis 2kW Dauerleistung geeignet

  • Maximaler Strom: 60 und 120 Aeff

  • Spannungsbereich: 24 bis 60 VDC

  • Bus-Schnittstellen: EtherCAT, EtherNet/IP, PROFINET, CAN

  • Integrierter Encoder: 12–21 Bit absoluter Multiturn

  • Sicherheitsstandards:  STO, SBC, Safe Motion (Option) mit FSoE, SS1, SS2, SOS, 4 x SLS, Sichere Prozessdaten für Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, alle auf SIL3 

  • Schutzklasse: bis IP69

  • Stecker-Optionen: M12+M8 sowie Y-Tec/I-Tec Single CablePle Cat.3

Entwicklungsmuster sind für den breiten Markt ab Q2/2024 verfügbar, der Serienstart ist für Q4/2024 geplant.

Weitere Informationen: https://synapticon-integro.webflow.io/

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