Servomotoren: Ohne Gehäuse in die Applikation

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Einsparung von Bauraum und Masse, hohe Leistungs- und Drehmomentdichte sowie eine Modularität, die eine Vielzahl von einsatzoptimierten Varianten ermöglicht – für all dies stehen die neuen, gehäuselosen Servomotoren der Wittenstein cyber motor. Die standardisierten Motoren für den direkten Einbau in OEM-Maschinen bieten viele technische Gestaltungsmöglichkeiten für individuelle Servo-Antriebslösungen.

Die Grundidee gehäuseloser Servomotoren – nur Rotor und Stator, optional ergänzt um Feedback-Geber und Sensorik – ist für Wittenstein cyber motor nicht neu. Über viele Jahre konnte das Unternehmen mit den kunden- und applikationsspezifisch gefertigten, gehäuselosen Motoren der Baureihe Cyber kit motors wichtige Erfahrungen sammeln, die jetzt mit der Cyber kit line small „in Serie“ gehen und Anwendern ein Plus an Performance bieten.

Große Flexibilität für Servomotoren

Zu den wichtigsten Vorteilen zählt nach wie vor die hohe Design-Flexibilität, die sich durch den Verzicht auf Gehäuse und Lagerung ergibt. Kompakte Abmessungen, die Reduzierung von Masse sowie höchste Leistungsdichte durch ein drehmoment-optimiertes Motordesign mit Best-in-class-Leistungsdaten ermöglichen platzsparende und zugleich hochdynamische Antriebslösungen, beispielsweise in Verbindung mit der neuen Simco 2-Reglerfamilie von Wittenstein cyber motor.

Torque-optimierte Motoren

Mehr Leistungsdichte im Motor bedeutet mehr Performance und Kompaktheit für den Antrieb und die Maschine. Aus diesem Grund hat Wittenstein cyber motor viel Know-how in die Entwicklung und Fertigung der Statoren gesteckt. Dieser besteht aus 24 Einzelzähnen, die anschließend zu einem Stator in Rundform zusammengesteckt werden, wodurch der hohe Kupferfüllfaktor erreicht wird. Das Design trägt maßgeblich zu einem minimalen Rastdrehmoment bei. Vor allem aber erreichen sie Dauerdrehmomente, die die Werte vergleichbarer Motoren am Markt um über zehn Prozent übertreffen – für viele Anwender eine echte Revolution. Gleichzeitig gewährleistet der besondere Stator-Verguss durch eine verbesserte Temperaturabführung die geforderte Industrietauglichkeit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Motoren. Da sie zudem durch den Verzicht auf Gehäuse und Lagerung in ihrer Massenträgheit optimiert sind und gleichzeitig Drehzahlen bis 8.000 U/min-1 bieten, erreichen sie auch in Bezug auf ihre Dynamik Bestwerte – was sich beispielsweise in der Verbesserung von Maschinentaktzeiten niederschlagen kann.

Große Hohlwelle – große Vorteile

Als Alleinstellungsmerkmal bei dieser Art gehäuseloser Servomotoren gelten die Versionen der cyber® kit line small mit großer Hohlwelle. In Roboterachsen und anderen, platzkritischen Strukturen ermöglichen sie erhebliche konstruktive Erleichterungen. So lassen sich Kabel-, Druckluft-, Vakuum-, Lichtleiter- und Laserdurchführungen beispielsweise für Greifelemente oder Sensoren optisch elegant und platzsparend realisieren. Die anwenderfreundliche Konstruktion vereinfacht nicht nur die Integration und Installation im Inneren der Maschine, sondern kann auch im Wartungsfall für eine signifikante Zeit- und Kostenersparnis sorgen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Spindel in die Hohlwelle zu integrieren und dadurch die Baulänge zu verringern.

Servomotoren-Modularität: Flexibilität für effiziente und wirtschaftliche Lösungen

Die Modularität der Cyber kit line small ist hoch für Motoren dieser Art. Mit der Cyber kit line small werden in Zukunft zwei Baugrößen von 50 mm sowie 85 mm Außendurchmesser á drei Baulängen, zwei Spannungsklassen (60 V und 600 V), und zwei unterschiedlich dimensionierte Hohlwellenausführungen zur Verfügung stehen. Darüber hinaus bieten die integrierten Temperatursensoren (PTC und PT1000) und optionale Hall-Sensoren viele Möglichkeiten in Sachen Konnektivität. Dies bedeutet für einen OEM, beispielsweise einen Roboterhersteller, höchste Flexibilität bei der Konzeption von Maschinen. Bei Bedarf können Motoren derselben Serie eingesetzt werden, die individuell auf die jeweilige kinematische Anforderung ausgelegt sind.

Bei der Auswahl des passenden Motors für die erforderlichen Leistungsdaten unter Berücksichtigung konkreter Einbau- und Umgebungssituationen steht dem Kunden die Beratungskompetenz von Wittenstein cyber motor zur Verfügung. Dies gewährleistet bestmögliche Auslegungssicherheit bei der Konstruktion. Gleichzeitig stellt das Baukastenprinzip der Cyber kit line sicher, dass die technologisch hochwertigen und qualitätsführenden Standardprodukte perfekt auf die Wirtschaftlichkeitsanforderungen in preissensitiven Anwendungen und Märkten zugeschnitten sind.

Spannungsvarianten, Geberoptionen und Reglerkompatibilität

Die kollaborative Robotik sowie die industrielle Robotik und viele Branchen des Maschinenbaus sind Zielmärkte für die Cyber kit line. Aus diesem Grund stehen die robusten gehäuselosen Motoren in zwei Spannungsklassen zur Verfügung – zum einen bis 60 Volt für eher humanoide und mobile Einsatzbereiche wie Cobots, Serviceroboter oder Exoskelette, zum anderen bis 600 Volt für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, in Linearaktuatoren, in der Prüf- und Messtechnik oder im Sondermaschinenbau. Unabhängig davon kann der Kunde wählen, ob er einen aufsteckbaren, Plug-and-play fertigen Hall-Sensor zur Positionsbestimmung integrieren möchte. Ebenso kann er zwischen zwei unterschiedlichen Temperaturfühlern – PT1000 oder PTC – wählen, die ihn bei der genauen Steuerung und Überwachung der Maschinenparameter unterstützen.

Die Anbindungsmöglichkeit an Regler aller gängigen Hersteller ist also gewährleistet – einschließlich an die der eigenen, ultrakompakten Simco drive 2-Reglerfamilie von Wittenstein cyber motor. Mit einer Multi-Ethernet-Schnittstelle für EtherCAT, Profinet, EtherNET/IP CIP Sync und zukünftig auch mit Sercos III ausgestattet bieten die Simco drive 2-Antriebsregler den besonderen Vorteil, dass der Anwender mit ein und derselben Hardware frei zwischen verschiedenen Feldbusvarianten – und damit auch Automatisierungssystemen – wählen kann. Zusätzlich wird es in Zukunft für die neue Generation der Regler auch eine Variante mit CANopen geben.

Modulares Standardprodukt mit Multitalent-Eigenschaften

Die gehäuselosen Motoren der neuen Cyber kit line small, von denen ab Sommer 2021 die Baugrößen 50 mm und 85 mm in allen Baulängen zur Verfügung stehen, sind einerseits Standardprodukte auf hohem technologischen Niveau sowie in führender Qualität und überzeugender Wirtschaftlichkeit. Gleichzeitig macht sie das modulare Konzept der Serie sowie die daraus resultierenden Auslegungsmöglichkeiten zu Multitalenten für viele Anwendungen. Die umfassende Expertise auf dem Gebiet gehäuseloser Motoren sowie die individuelle Beratungs- und Applikationsunterstützung von Wittenstein cyber motor gewährleisten dabei höchste Auslegungssicherheit und Performance-Optimierung – ohne Schnittstellen- und Realisierungsrisiken.

Von Christoph Weis.

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