die automatisierung - sercos

Die ARC Advisory Group identifiziert

und analysiert die Trends

Automatisierung Automobilindustrie

Die

in der

Ausgabe 02/2014

RevolutionärSercos treibt den Bau eines revolutionären Antriebs sowie einzigartige Rotationsoptionen von Penta Robotics voran

OptimiertBosch Rexroth PS 6000 steigert Produktivität von Schweißsteueranlagen in der Automobilindustrie

MobilIntegrierte Servoantriebe von Schneider Electric steigern die Mobilität der GEA Lyophil Maschinen

sercos

the automation bus magazine

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Inhaltsverzeichnis

Sercos Webinare als kostenloser Download verfügbar

sercos sercos

die Wirtschaft steht an der Schwelle zur 4. industri-ellen Revolution. Die digitale und die physische Welt verschmelzen zum „Internet der Dinge“, das die Basis für intelligente Produktionssysteme und -verfahren sowie für verteilte und vernetzte Produktionsanlagen bildet.

Eine Schlüsselposition hinsichtlich der Umsetzung der „Intelligenten Fabrik“ nimmt die Automobilin-dustrie ein, die zu den umsatzstärksten und innova-tivsten Branchen weltweit zählt. Dort ist die Auto-matisierungstechnik ein maßgeblicher Faktor, um die Herstellung von Automobilen und deren Baugruppen im Hinblick auf Qualität, Zuverlässigkeit und Wirt-schaftlichkeit sicherzustellen. Entsprechend geht von der Automobilindustrie eine Signalwirkung für andere Branchen aus.

Spannend ist die Frage, wie sich das „Internet der Dinge“ auf die weitere Entwicklung der Bussysteme in der Fabrikautomation auswirkt. Zunächst ist fest-zustellen, dass trotz des wachsenden Marktanteils von Industrial Ethernet ein Ende der traditionellen Feldbusse nicht in Sicht ist. Denn sie punkten mit Einfachheit, niedrigen Kosten und Zuverlässigkeit. Wachstumstreiber für Industrial Ethernet sind die hohe Performance in Bezug auf Datendurchsatz und Echtzeitcharakteristik, die Integration von Safety-Pro-tokollen sowie die Durchgängigkeit zur übergelager-ten Bürokommunikation.

Die stärkere Vernetzung der Produktionsanlagen im Rahmen der 4. industriellen Revolution führt zu einer Steigerung des Kommunikationsbedarfs, einer wach-senden Bedeutung von Cyber Security sowie der Notwendigkeit, Schnittstellen und Prozesse umfas-send zu standardisieren.

Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen

News03 Sercos Webinare als kostenloser Download

04 Sercos International e.V. wählt neuen Vorstand

05 Termine 2015

06 Neue Sercos Prospekte verfügbar

Titelthema08 Trends in der Fabrikautomatisierung

10 Die Spur halten mit Sercos

14 Sercos steigert Produktivität von Roboterschweißanlagen

Technologie16 Neues AS-i 3.0 Sercos Gateway mit integriertem Sicherheitsmonitor, CIP Safety on Sercos

18 Brücke zwischen zwei Welten

Applikation20 Mobile Transfereinheiten an der langen Leine

24 Rexroth Technologie führt zu mehr Effizienz und kürzeren Umrüstzeiten für die neue Flexo-Druckmaschine

28 Sercos treibt innovatives Robotik-Design voran

Neue Produkte30 Bosch Rexroth AG C.E. s.r.l.

31 esd electronic system design gmbh Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH

32 Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH Kistler Lorch GmbH

33 Servotecnica S.p.A. Rückblick34 Sercos International stellte Multi-Vendor-Demo zur Industrial Automation North America (IANA) vor

Den Anfang machte die Miniserie „Mit Tradition und Innovation zum Erfolg“. In dem gleichnamigen Webinar wird erläutert, warum Sercos® mit großem

Erfolg in den unterschiedlichsten Branchen des Maschinen- und Anlagenbaus eingesetzt wird und wie sich die Sercos Technologie kontinuierlich an sich ändernde Anforderungen der Anwender und Hersteller anpasst.

Im zweiten Teil wird erklärt, wie einfach, schnell und flexibel Peripheriekomponenten einer Maschine oder Anlage mit-hilfe des Sercos Automatisierungsbusses vernetzt werden können. Weshalb Sercos eine effiziente, verlässliche und wirtschaftliche Vernetzung im Maschinen- und Anlagenbau ermöglicht und wie die Technologie die zur Verfügung stehende Bandbreite von Fast Ethernet optimal nutzt, demonstriert das Webinar „Sercos in der Praxis: Effizient, verlässlich und wirtschaftlich“.

Rigobert Kynast, Technischer Leiter Sercos-III-Kommunika-tion bei der Bosch Rexroth AG, startete im zweiten Quartal mit dem Webinar „Tipps & Tricks – Maschineninbetriebnah-me leicht gemacht“. Dabei zeigte er kleine Kniffe und Tipps,

wie die Inbetriebnahme einer Maschine mit Sercos noch einfacher möglich ist.

Die Webinare „Funktionsweise der Redundanz“, „Mecha-nismus der Verbindungen“, „Sercos-III-Telegrammaufbau“ sowie die „Initialisierung der Kommunikation“ widmen sich den einzelnen Themen im Detail. So wird beispielsweise im letztgenannten Webinar erklärt, wie ein Sercos Netz-werk mit den Teilnehmern nach dem Einschalten Schritt für Schritt in den Betriebszustand gebracht wird.

Peter LutzGeschäftsführerSercos International e.V.

02 03

In diesem Jahr startete Sercos International durch: Rund zehn technische Webinare stehen als kostenloser Download in Deutsch und Englisch auf www.sercos.de/downloads zur Verfügung!

„Mit Tradition & Innovation in die Zukunft!“ „Sercos in der Praxis: Einfach, schnell, flexibel“

„Sercos in der Praxis: Effizient, verlässlich und wirtschaftlich“ „Tipps & Tricks – Maschineninbetriebnahme leicht gemacht“

„Funktionsweise der Redundanz“ „Mechanismus der Verbindungen“

„Sercos-III-Telegrammaufbau“ „Initialisierung der Kommunikation“ „Synchronisation der Kommunikationsteilnehmer“

Webinaraufzeichnungen

Das letzte Webinar für 2014 „Synchronisation der Kommunikationsteilnehmer“ findet am 9. Dezember um 10 Uhr in Deutsch und um 16 Uhr in Englisch statt. Melden Sie sich noch heute für dieses Webinar auf unserer Website unter „News & Events“ an.

i Webinar am 9. Dezember 2014

Editorial News Termine Titelthema Technologie Applikation Neue Produkte Rückblick Editorial News Termine Titelthema Technologie Applikation Neue Produkte Rückblick

Sercos International e.V. wählt neuen Vorstand

Dr. Thomas Bürger (Bosch Rexroth AG) ist neuer Vorstandsvorsitzender für die nächste Amtsperiode von drei Jahren und wird von Klaus Weyer

(Schneider Electric Automation GmbH) sowie von Prof. Alexander Verl (Fraunhofer-Institut) unterstützt, die im Amt bestätigt wurden.

Für den ausscheidenden Ralf Prechtel (LTi Drives GmbH), der gemeinsam mit dem früheren Vorstandsvorsitzenden Dr. Bernd-Josef Schäfer (Bosch Rexroth AG) ehrenvoll verabschiedet wurde, wurde Matheus Bulho von Rockwell Automation neu in den Vorstand gewählt.

Christoph Melzer (Automata GmbH) und Hans-Jürgen Hilscher (Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH) wurden in ihrem Amt als Kassenprüfer bestätigt.

Im Rahmen der Versammlung wurden die anwesenden Mitglieder umfassend über die technische Weiterentwick-lung von Sercos® aufgrund aktueller Markttrends und mit Blick auf die strategische Ausrichtung der Nutzerorgani-sation informiert. „Das stark wachsende Hersteller- und Anbieterspektrum beschleunigt die Umsetzung innovativer Automatisierungskonzepte und ist gleichzeitig Beweis für die hohe Akzeptanz von Sercos im Maschinen- und Anlagenbau“, erläuterte Peter Lutz, Geschäftsführer von Sercos International. „Dieses Wachstum sehen wir auch in Asien, besonders in China“.

Editorial News Termine Technologie Applikation Titelthema Neue Produkte Rückblick & Vorschausercos

04 03

Sercos International wählte während der Hannover Messe 2014 turnusmäßig den neuen Vorstand im Rahmen der Jahreshauptversammlung.

Dr. Thomas BürgerBosch Rexroth AG

Matheus BulhoRockwell Automation

Prof. Alexander VerlFraunhofer-InstitutKlaus Weyer

Schneider Electric Automation GmbH

SIAF Industrial Automation Fair O9. – 11.O3.2O15, Guangzhou – China MC4 1O.O3.2O15, Bologna – Italien

Automatisierungstreff24. – 26.O3.2O15, Boblingen

Hannover Messe 2O15 13. – 17.O4.2O15, Hannover

SPS IPC Drives Italia 2O1512. – 14.O5.2O15, Parma – Italien

Industrial Automation 13. – 15.O5.2O15, Peking – China

15. PlugFest 2O. – 21.O5.2O15, Marktheidenfeld

Industrial Technology Eff iciency 18.O6.2O15, Segrate - Italien

Industrial Open Network (ION) Roadshow O7.O7. & O9.O7.2O15, Osaka & Tokio – Japan

Automation O9. – 12.O9.2O15, Mumbai – Indien

16. PlugFest Termin & Veranstaltungsort noch offen

Industrial Automation Show1O. – 14.11.2O15, Shanghai – China

SPS IPC Drives 2O15 24. – 26.11.2O15, Nurnberg

System Control Fair O2. – O4.12.2O15, Tokio – Japan

Machine Automation 11.12.2O15, Segrate - Italien

Marz

Juli

September

April

Oktober

November

Dezember

Mai

Juni

TERMINE 2O15sercos

Editorial News Termine Titelthema Technologie Applikation Neue Produkte Rückblick

Neue Sercos Prospekte verfügbar

Erfahren Sie durch unseren Imageprospekt mehr zur Nutzerorganisation und wie wir unser Know-how für Ihren Erfolg einsetzen. Lesen Sie, wie Mitglieder

Impulse setzen und so gemeinsam am Netzwerk der Zukunft arbeiten.

Natürlich erfahren Sie auch alles Wissenswerte zur Mit-gliedschaft und den Vorteilen, die Sie daraus ziehen können.Neben dem Imageprospekt ist die Neuauflage des englischsprachigen Product Guides zur SPS IPC Drives 2014 verfügbar.

Auf rund 85 Seiten listet der Guide ca. 135 Anbieter von Sercos®-fähigen Produkten. Dabei decken die Anbieter ein breites Leistungsspektrum ab: von Antrieben über Bildverarbeitungssysteme und Steuerungen bis zu Wäge-transmittern finden Kunden und Interessenten für fast jede Automatisierungsanwendung die passende Lösung.

Der Sercos Product Guide gilt als das Handbuch für alle Maschinenbauer und Endanwender, die den leistungsstar-ken Automatisierungsbus bereits einsetzen bzw. in Zukunft einsetzen möchten. Einige Produkte sind während der SPS

IPC Drives 2014 auf dem Sercos Gemeinschaftsstand in Halle 2, Stand 440, ausgestellt.

Neben den neuen Prospekten steht auch der Sercos-III- Prospekt und die Kompetenzbroschüre „Der schnelle Weg zu Sercos“ zur Verfügung.

Der Sercos Prospekt richtet sich primär an Interessenten und Nutzer der Sercos Technologie. Neben den Grundlagen und Basiskonzepten wird erläutert, warum sich der Einsatz von Ethernet lohnt. Die Funktionsweise und die Funktions-prinzipen der Sercos Technologie werden unter anderem detailliert erklärt.

Der Kompetenzprospekt „Der schnelle Weg zu Sercos“ erleichtert Interessenten und Anwendern den Einstieg in die Sercos Technologie. Dabei werden die Schritte von der Planung bis zur Implementierung erläutert. Ein Anbieterver-zeichnis gibt zudem einen Überblick über die verschiede-nen Leistungen der Sercos Kooperationspartner.

Alle Prospekte können unter www.sercos.de heruntergela-den bzw. per E-Mail über [email protected] angefordert werden.

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Weltweit – unabhängig – offen – vernetzt: Das ist Sercos!

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Energy ManagementEin weiterer Trend der letzten Jahre ist Energy Manage-ment. Die ARC Advisory Group schätzt das Einsparpo-tenzial energieintensiver Produktionsanlagen auf 30 bis 40 Prozent. Bei einer Umfrage, die ARC zum Thema Energy Management durchführte (s. Bild unten), gab ein Drittel der Befragten an, dass sie die Kosten reduzieren möchten. Außerdem sollen bestehende Prozesse optimiert und der zukünftige Energieverbrauch geplant werden. Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs sind nicht zwangs-läufig mit hohen Investitionen verbunden. Einsparungen können allein schon durch Verhaltensrichtlinien in den Pro-duktionsanlagen erreicht werden.

Es gibt noch eine Handvoll weiterer Trends, die Einfluss auf Produktion und Entwicklung in den verschiedenen Branchen haben. Die hier genannten werden jedoch nach Meinung von ARC in den nächsten Jahre großen Einfluss haben.

die Zahl cyberphysischer Attacken deutlich zunehmen. Anwender und Hersteller von Automatisierungstechnik müssen sich dessen bewusst sein und entsprechende vor-beugende Maßnahmen ergreifen.

Engineering in the CloudEin weiterer Trend, der nicht zwangsläufig durch Indus-trie 4.0 entstanden ist, aber mit ihr einhergeht, ist das „Engineering in the Cloud“. Hierbei wird eine virtuelle Engi-neering-Plattform (VEP) auf internen oder externen Servern installiert. Die Ingenieure können nun von jedem Ort der Welt auf die VEP zugreifen, wodurch ein einfacher, team-orientierter sowie orts- und zeitunabhängiger Engineering- Prozess ermöglicht wird. Am Ende werden die Ergebnisse in real-time an die Produktionsanlage weitergegeben, worauf diese den Fertigungsprozess startet – Industrie 4.0 in Vollendung.

Trends in der FabrikautomatisierungTrends in der Automatisierungstechnik sind ein wesentlicher Treiber für Wachstum und Wettbewerbs-fähigkeit. Welchen Trends soll ein Hersteller von Automatisierungstechnik oder ein Endkunde folgen? Immerhin erfordert die Implementierung oder Erforschung einer Trendtechnik größere Investitionen. Die ARC Advisory Group arbeitet eng mit Unternehmen aus der Fertigungsindustrie und insbesondere mit Automatisierungsherstellern zusammen, um technische Trends zu identifizieren, zu analysieren und ihre zukünftige Bedeutung zu bewerten. Die folgenden Trends beziehen sich im Besonderen auf die Automobilindustrie.

08

Industrie 4.0 everywhereDas von der deutschen Regierung geförderte Konzept Industrie 4.0 wird schon seit Längerem diskutiert und

war auch Leitthema verschie-dener Messen, z. B. Hannover Messe 2011. Das Ziel von In-dustrie 4.0 ist die intelligente oder selbst organisierende Fa-brik. In den USA gibt es eine parallele Initiative unter dem Namen „Smart Manufacturing Leadership Coalition“. Beide Konzepte basieren auf cyber-physischen Systemen und dem Internet of Things (IoT).

Um diese Konzepte Realität werden zu lassen, sehen sich

Nutzer und Lösungsanbieter vor viele Herausforderungen gestellt. Zum einen das Sammeln und Analysieren der großen Datenmengen (Big Data), die über die vernetzte Systemarchitektur gesendet werden. Weiterhin sind In-dustrie-4.0-Fabriken keine abgeschotteten Anlagen mehr, sondern meistens über das Internet verbunden, damit die Daten jederzeit flexibel abgerufen werden können.

Industrial Cyber SecurityDas Sammeln und Versenden von Daten birgt Risiken im Bereich der Industrial Cyber Security (ICS). Viele Firmen sind sich der Bedrohung durch Cyberattacken nicht ausreichend bewusst (s. Bild links). Dabei stieg die Zahl solcher Angriffe in den letzten Jahren erheblich an. Die US-Behörde Homeland Security wurde in den letzten Jahren immer häufiger eingeschaltet, nachdem eine Firma einen Cyberangriff gemeldet hat (s. Bild rechts oben). Mit der stärkeren Vernetzung von Produktionsanlagen wird auch

Stefan MikschAnalyst ARC Advisory Group

sercos sercos

Quelle: U.S. Department of Homeland Security

Quelle: ARC Advisory Group

Denken Sie, dass einHackerangriff auf Ihr Systemeine wirkliche Bedrohungfür Ihre Firma darstellt? Kostenreduzierung

Optimierung existierender Prozesse

Planung des zukünftigen Verbrauchs

Herstellung nachhaltiger Produkte

Erfüllen von Energievorgaben

Optimierung des Einkaufs

Reaktion auf Preisänderungen von Energie

Andere Gründe

Ziele von Energy Management

0 % 5 % 10 % 15 % 20 % 25 % 30% 35%

8 %

5 %

6 %

7 %

11 %

13 %

18 %

32 %

Umfrage unter 508 Firmen

57% Ja

Nein

k. A.

39%

4%

Anzahl von Fällen, bei denen die Homeland Security eingeschritten ist

300

250

200

150

100

50

0

39

204

138

256

2010 2011 2012 2013

i Autor


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Die Innenausstattung ist identisch zu dem seines echten Pendants. LED-Projektoren projizieren ein 360°-Panorama des virtuellen Umfelds auf die Innenseite der Kuppel.

Bewegungssystem Um sicherzustellen, dass der Fahrer überzeugend Beschleuni-gung, Verzögerungen und andere Kräfte als Folge seiner Hand-lungen im Testfahrzeug spürt, ist ein EMotion-4000-8DOF- Bewegungssystem von Bosch Rexroth im Simulator installiert. Es handelt sich dabei um ein 8-Achs-System, das einen leis-tungsstarken Hexapoden und einen XY-Tisch umfasst, die mit einem hoch entwickelten Steuerungssystem kombiniert sind. Die Konstruktion des vollständigen Systems setzt auf drei pa-rallelen Schienen (X-Richtung) auf, die in der Bodenplatte aus Beton verankert sind. Darauf wird ein Gantry-Aufbau gesetzt, der sich – angetrieben von vier AC-Sychronmotoren und einem Zahnstangentrieb – entlang dieser Schienen bewegen kann. Obenauf werden zwei parallele Schienen (Y-Richtung) plat-ziert, die damit einen XY-Tisch erzeugen. Um die Bewegung des XY-Tisches zu optimieren und eine geringe Geräuschent-wicklung sicherzustellen, werden Linearschienenführungen für die Bewegung entlang der Schienen verwendet. Die zum Einsatz kommenden synthetischen Wälzkörperkäfige tragen ebenfalls zur niedrigen Geräuschentwicklung bei. Mechani-sche Endlagendämpfer sorgen dafür, dass der Gantry-Aufbau in den Schienen bleibt und im Notfall die Bewegungsenergie des Simulators aufgenommen wird.

Der EMotion-4000-Hexapod ist auf dem Gantry-System er-richtet: Er bewegt sich über diesen in Y-Richtung, angetrieben von zwei AC-Servomotoren (unter Verwendung eines eben-solchen Zahnstangentriebs). Der Hexapod besteht aus sechs elektrisch betriebenen Aktuatoren, auf die die Kuppel über sechs Kardangelenke montiert ist. Das gesamte elektrische System kommt damit auf letztlich acht Freiheitsgrade: zwei aus dem XY-Tisch und die übrigen sechs durch den Hexapo-den selbst. Das Gesamtsystem kann eine maximale Masse von 4.000 kg tragen – dies schließt Kuppel, Fahrzeug, Projek-toren und Testfahrer ein. Innerhalb eines Bewegungsraums von 10 x 7 m kann eine Maximalgeschwindigkeit von 3 m/s und eine maximale Beschleunigung von 5 m/s2 erreicht wer-den.

Wirklichkeitsnahe Simulation Erst die Kombination aus XY-System und Hexapod macht es möglich, die oben beschriebenen Beschleunigungen und Kräfte zu simulieren. Weil alle sechs Freiheitsgrade des Hexa-poden durch die sechs Elektromotoren unterstützt werden, können die Bewegungen besonders kraftvoll ausgeführt wer-den. Die Folge sind unmittelbare und starke Beschleunigun-gen, die der Fahrer als Kräfte mit Stärke und im zeitlichen Ver-lauf wahrnimmt, die stark den gefühlten Kräften einer realen Fahrsituation ähneln.

schiedlichen Wetter- und Verkehrsverhältnissen ausgesetzt. Damit sind die erforderlichen Messungen genauer und zu-verlässiger und erlauben bessere Vergleichsstudien. Zudem machen Simulatoren es möglich, dass Situationen nachgebil-det werden können, die mit realen Personen und Fahrzeugen zu gefährlich wären.

Um reale Schlussfolgerungen aus den Testresultaten zu ziehen, ist es wichtig, dass die simulierte Welt, die die Testperson wahrnimmt, so realistisch wie möglich ist. Im Falle von Fahrzeugversuchen geht es dabei um das komplexe Zusammenspiel von Visualisierung (was der Fahrer innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs sieht) und Bewegung (was der Fahrer während der Ausführung der Fahrhandlungen fühlt).

StrukturUm sowohl den visuellen Aspekt als auch die Fahrzeugbewe-gung so realistisch wie möglich umzusetzen, gehört zum Si-mulator ein Personenwagen, der in einer Kuppel platziert ist. Der Motorraum des Wagens ist mit Elektronik gefüllt.

Die Spur halten mit Sercos EMotion-4000-8DOF von Bosch Rexroth ist die Basis für Europas größten Fahrsimulator. Lebensnahe Fahrzeugbewegungen ermöglichen realistisches Fahrverhalten.

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Simulationssysteme sind meist sehr kostspielige Werkzeuge. Beispiele dafür sind auf Hochleistungs-rechnern berechnete numerische Modelle zur Vorher-

bestimmung von Crash-Situationen, Flugsimulatoren in der Ausbildung des fliegenden Personals oder die Nachbildung von Ozeanwellen für hydrodynamische Forschungsarbeiten. Sie sind nicht Selbstzweck, sondern eine wirtschaftlich op-timierte Methodik anstelle von Versuchen an realen Objek-ten und in realen Umgebungen. Ebenso ist es bei der Er-forschung und Optimierung der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion in Fahrsimulatoren. Je realistischer die Simulation, desto besser sind die daraus abgeleiteten Ergebnisse.

Der größte Fahrsimulator Europas wurde im Sommer 2012 an der Universität Stuttgart in Betrieb genommen. Der Simula-tor wurde entwickelt, um die Energieeffizienz und die Sicher-heit von Straßenfahrzeugen zu verbessern. Bosch Rexroth wurde beauftragt, das fortgeschrittene Bewegungssystem zu liefern, in dessen Herz sich EMotion-4000-8DOF mit sei-nem Nervenstrang, dem Sercos® Ring, befindet.

Der Bosch Rexroth Standort Boxtel (NL) hat jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung von Fahrzeugsimulationssys-temen. Das Unternehmen arbeitet seit 1986 mit Flugzeug-

und Automobilherstellern zusammen, um Bewegungen so realistisch wie möglich zu simulieren. Seither wurde eine Vielzahl von Systemen gebaut, sowohl hydraulisch als auch elektrisch betrieben. Diese Systeme bieten zwei bis acht Freiheitsgrade und sind für Lasten bis 12.500 kg (elektrische EMotion-Systeme) oder 14.500 kg (hydraulische HyMotion-Systeme) geeignet.

Fahrsimulator für die Forschung2009 trat die Universität Stuttgart im Rahmen der Entwicklung und des Aufbaus des größten Fahrsimulators in Europa an Bosch Rexroth heran. Es war beabsichtigt, diesen Fahrsimu-lator für die Automobilindustrie und andere Forschungsinsti-tute einzusetzen, um detaillierte Studien zu betreiben, ohne reale Versuchsreihen durchführen zu müssen. Beispielhaft sind Forschungsarbeiten zu Fahrcharakteristiken von neuen Fahrzeugtypen oder der Einfluss von „Assistenzsystemen“ auf den Fahrstil zu nennen. Sie beinhalten Bremssteuerung und Kollisionsvermeidungsfunktionen, die zu reduziertem Kraftstoffverbrauch und erhöhter Sicherheit beitragen.

Ein wesentlicher Vorteil eines Fahrsimulators gegenüber realen Tests ist die Tatsache, dass Testfahrer immer unter identischen Bedingungen fahren. Sie sind z. B. nicht unter-

sercos sercos

Europas größter Fahrsimulator ist an der Universität Stuttgart unterge-bracht und kann 4.000 kg Nutzlast tragen. Dies erlaubt Tests mit einem kompletten Fahrzeug.

In der Kuppel. Die Projektoren sind über dem Fahrzeugmodell zu sehen.


(Bildrechte: Schreiber/FKFS)



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sercos

Ein Beschleunigungs- und ein Verzögerungsvorgang (Brem-sen) wird simuliert, indem man zwei Bewegungen überlagert: Vorwärts-/Rückwärtsbewegung und Kippen. Das Kippen nutzt die Schwerkraft, um den Fahrer beim Beschleunigen in den Sitz zu drücken oder beim Bremsen aus dem Sitz zu heben. Würde der Hexapod alleine zur Darstellung dieser beiden Bewegungen verwendet, würde die Beschleunigung einbre-chen, der potenziell die Illusion zerstören könnte. Dies wird durch die Übernahme der Vorwärts- oder Rückwärtsbewe-gung des Hexapoden durch den XY-Tisch verhindert, bevor der Hexapod das Ende seines Hubs erreicht. Zur selben Zeit ist es wichtig, dass die Übernahme der Bewegungen sehr sorgfältig kontrolliert wird und der Testfahrer kein gleichzeitiges Kippen wahrnimmt.

SystemsteuerungDas oben beschriebene System ist imstande, jede notwen-dige Bewegung darzustellen, die zur Simulation einer rea-listischen Umgebung erforderlich ist. Der Trick dabei ist, alle Bewegungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Fahrzeugs in die Bewegung und Positionierung des Be-wegungssystems umzusetzen. Zwei Steuerschränke werden verwendet: einer für den EMotion-4000-Hexapoden und ei-ner für den XY-Tisch. Beide Steuerschränke erleichtern den Signalaustausch bei der Anbindung an kundenspezifische Systeme und natürlich an die Aktuatoren jedes Systems. Die Antriebsregelgeräte in den Steuerschränken sind über Sercos mit der Bewegungssteuerung verbunden, die eine spezielle, von Bosch Rexroth entwickelte Software ausführt. Diese bil-det das Herz des Systems und stellt sicher, dass die Handlun-gen des Fahrers unmittelbar zu einer folgerichtigen Antwort des Bewegungssystems führen. Dessen Antwort ist definiert durch die applikationsspezifischen S-Parameter-Werte (stan-dardisierte Sercos Parameter), die während Konfiguration oder Systemstart über den jeweiligen Servicekanal an die An-triebsregler gesandt werden. Diese Antwort wird durch die Einstellungen des Bewegungssystems geregelt, anderweitig auch als ‘Motion Cueing’ (Bewegungsreiz erzeugen) bekannt. Dieses Motion Cueing setzt auf Modellen der NASA und der TU Delft auf, wurde aber durch Bosch Rexroth erweitert, so-dass Bewegungen erheblich realistischer erscheinen. Die Ein-richtung der korrekten Einstellungen für das Motion Cueing ist eine besondere Aufgabe, die nur zusammen mit dem Kun-den ausgeführt werden kann. Zusätzlich zum Motion Cueing umfasst die Software verschiedenartige Spezialeffekte, zum Beispiel um die Unebenheit einer Straßenoberfläche überzeu-gend zu simulieren.

Realismus und Komfort während des Betriebs von Hexapod (EMotion-4000) und XY-Tisch hängt wesentlich von der Syn-chronizität der verteilten Antriebsregelgeräte ab. Der Sercos Automatisierungsbus ist der einzige verbreitete Feldbus, der Synchronizität weit unter 1 µs garantiert. Dies wird durch eine harte Echtzeit-Terminierung der Sercos Telegramme er-reicht. Der Bus wurde bereits in den 1980er Jahren erfun-den und repräsentiert noch immer die effizienteste Methode der hochsynchronen Datenübertragung, unabhängig von der Gerätezahl im Sercos Ring. Um die Bewegungsgüte weiter zu verbesseren, verwendet die Bosch Rexroth Steuerungs-Software nicht nur Sollpositionen während der Bewegungser-zeugung, sondern wendet additive Momentsollwerte an, um spezifisch für jeden Teil des Bewegungsprofils die Reibung zu kompensieren.

Die gesamten Daten, die zu einem spezifischen Fahrzeug gehören, können über die Host-Software des Kunden (auf ei-nem separaten Rechner laufend) eingegeben werden, sodass das Bewegungssystem weiß, wie es auf die Handlungen des Testfahrers antworten muss. Diese Software ist zudem für die Projektion der korrekten Bilder auf der Innenseite der Kuppel verantwortlich.

EndergebnisDer letztlich entstandene Fahrsimulator ist ein hoch entwi-ckeltes System, das es erlaubt, eine Vielfalt an Studien aus-zuführen. Die Kombination der lebensnahen Simulation von Fahrzeugbewegung und der 360°-Panoramablick aus der Po-sition des Fahrers hinter dem Lenkrad rufen ein realistisches Verhalten beim Fahrer hervor. Damit können ernst zu neh-mende Forschungsarbeiten zu speziellen Aspekten wie Si-cherheit und energieeffizientes Fahren durchgeführt werden. Für die Zukunft arbeitet Bosch Rexroth an der Erreichung von noch höheren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, um das System noch dynamischer zu machen. Die Zuverlässig-keit des EMotion-4000 wird zukünftig erhöht durch die Ring-redundanz-Funktion des Sercos-III-Netzwerks. Das System EMotion-4000 profitiert von der Erweiterung um den Automa-tisierungsbus Sercos. Aufgrund der hohen nutzbaren Band-breite können alle übrigen Peripheriegeräte wie schnelle E/A für Beschleunigungssensoren oder Sicherheitssteuerungen über den Sercos Ring betrieben werden. Über die nativen Sercos Antriebsprofilfunktionen und die von Sercos Energy abstrakt für alle Geräte definierten Energiespar- und Überwa-chungsfunktionen kann das Gesamtsystem sehr energieeffi-zient betrieben werden.

Von 1.000 bis 4.000 kgBosch Rexroth verfügt über eine interessante Historie, wenn es um die Entwicklung von wirtschaftlichen Alternativen für XY/Hexapod-Bewegungssystemen, wie sie in der Vergangen-heit genutzt wurden, geht. Das erste 1.000-kg-System wurde 2003 bei Renault installiert und war dort Teil des „Ultimate Simulator“. Ein 2.500-kg-System folgte 2005 an der Universi-

Ethernet-Kommunikations-Protokoll

■ Ethernet-basiert ■ 100-Hz-Kommunikation

Hypcos (RT-Linux-basiertes Steuerungs-Protokoll)

■ Zukunftssichere Motion Control ■ Motion Cueing (Bewegungsreiz erzeugen) ■ Test-Funktionen ■ Fehlerbehebung und Störungsbeseitigung ■ Schnittstelle zwischen Anwender und Motion Control

Sercos III

■ Ethernet-basiert ■ 1-kHz-Kommunikation

Schaltschrank

■ IndraDrive ■ Relais und E/A-Kommunikation

■ EMV-Sicherheit ■ Energieeffizientes Design (Rexroth 4EE) ■ Zertifizierte Sicherheitstechnik (Safety on Board)

Motoren

■ MSK-Motor ■ Multiturn-Geber ■ Bremse

Kundennetzwerk

tät von Leeds, ein 1.000-kg-System bei PSA (Peugeot Citroën) und ein 2.500-kg-System bei VTI in Schweden. Ein weiteres wurde an der Universität von Tongji (China) errichtet. Das oben beschriebene System an der Universität Stuttgart ist das erste 4.000-kg-XY/Hexapod-System, das jemals von Bosch Rexroth aufgebaut wurde.

sercos

i Die zukünftige EMotion-4000-Automationssystemstruktur auf der Basis von Sercos III

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den Einsatz dieser servomotorischen Roboterschweiß-zangen im Karosserierohbau. Sercos erweist sich in die-ser rauen Industrieumgebung als eine besonders schnelle und sichere Schnittstelle für die Echtzeitdatenübertragung. Aufgrund seiner redundanten Ring-Topologie ist sogar bei einem Kabelbruch die sichere Datenübertragung gewähr-leistet. Sercos dient auch als standardisierte Kommunikati-onsschnittstelle für die gesamte Steuerungsperipherie, ein-schließlich der Antriebe IndraDrive Cs und des intelligenten Zangenspeichermoduls GDM (Gun Data Modul). Dieses mit einem elektronischen Typenschild ausgestattete Modul speichert alle Schweißzangen-Daten, wie z. B. Betriebs-stunden und die Anzahl der Schweißpunkte, und stellt die-se für Produktions- und Wartungszwecke über die Sercos Schnittstelle zur Verfügung. Dies ermöglicht eine vorbeu-gende Wartung der Schweißzange und optimiert somit die kosteneffiziente Produktion.

Die in den IndraDrive-Antrieben integrierten und zertifizier-ten Sicherheitsfunktionen Safety on Board, wie z. B. Siche-rer Halt, sorgen für den optimalen Schutz von Mensch und Maschine.

Die Windows-basierte Bedienoberfläche BOS 6000 mit in-tegrierter SQL-Datenbank ermöglicht ein sehr komfortables Programmieren, Bedienen und Beobachten des Schweiß-prozesses sowie der Antriebe. Zusätzlich können sowohl von diesen als auch von der Servoschweißzange über die Bedienoberfläche Diagnosen abgerufen werden. Darüber hinaus bietet BOS 6000 Schnittstellen zu übergeordneten Systemen, um Prozess-, Betriebs- und Qualitätsdaten zent-ral zu speichern und auszuwerten.

ein adaptives Regel- und Überwachungssystem aus und beinhaltet darüber hinaus komfortable Bediengeräte und leistungsstarke Transformatoren – auch verfügbar als kom-pakte Schaltschranklösungen in Form von sogenannten „Schweißkoffern“.

Der flexible Steuerungsaufbau, das intelligente Regelverfah-ren und die hoch dynamischen Servoantriebe ermöglichen innovative Anwendungen, wie z. B. das Aluminiumschwei-ßen. Standardfunktionen zur Konstantstrom- und Druckre-gelung sowie Funktionen für die Wartung der Schweißzan-ge und das Elektrodenfräsen sichern die Schweißqualität.

Diese Qualität sowie die Produktivität sind gerade in der Automobilindustrie von großer Bedeutung. Hier werden deshalb in den Karosserierohbauanlagen vermehrt servo-motorisch angetriebene Roboterschweißzangen einge-setzt. Diese bieten eine Vielzahl an Vorteilen: Neben der ge-ringen Geräuschemission und hoher Produktivität aufgrund schneller Schließvorgänge macht der geregelte Kraftaufbau die Schweißprozessregelung genauer.

Die Rexroth Schweißsteuerung PSI 6000, das Herzstück des Systems PS 6000, mit integrierter Servozangenansteu-erung über den Sercos Automatisierungsbus vereinfacht

Sercos steigert Produktivität von Roboterschweißanlagen Schweißsteuerungssystem PS 6000 erfüllt Anforderungen der Automobilindustrie.

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Die Anforderungen der Automobilindustrie an die Schweißtechnik hinsichtlich der Qualität, Pro-duktivität, Energieeffizienz und der verbesserten

Schweißprozessregelung nehmen kontinuierlich zu. Rex-roth begegnet diesen Herausforderungen mit dem bewähr-ten Widerstandsschweißsystem PS 6000. Ausgestattet mit dem Sercos® Automatisierungsbus sorgt es für hoch präzises und dynamisches Steuern der Roboterschweiß-zangen. Es integriert sowohl innovative Software-Tools zur schnellen, einfachen Projektierung sowie zer-tifizierte Sicherheitsfunk-tionen zum Schutz von Mensch und Maschine.

In der Automobilindustrie hat sich das Widerstands-punktschweißen etabliert. Dabei werden Bleche mit unterschiedlichen Legie-rungen und Materialstär-ken durch eine Schweiß-zange zusammengepresst.

Ein elektrischer Strom in den Schweißzangenelektroden verbindet dann die Bleche mittels eines Schweißpunktes.

Schweißpunkte unterliegen höchsten Anforderungen hinsichtlich Qualität und Reproduzierbarkeit, die nur mit adaptiven Regelsystemen und entsprechenden Prozess-überwachungsalgorithmen gewährleistet werden können. Daher ist es notwendig, dass jeder einzelne Schweißpunkt exakt dokumentiert und archiviert wird – bei einem Mit-

telklasse-PKW sind das ca. 6.000 Stück.

Mit dem Megatrend zum Leichtbau, dem Material-mix und der Einführung von hochfesten Stählen sind neue Anforderungen an die Schweißtechnik entstan-den, die nur mit modernen Widerstandsschweißsyste-men erfüllt werden können. Das System PS 6000 von Rexroth zeichnet sich durch

sercos sercos

PS 6000 sorgt mit seinem adaptiven Regelungs- und Überwachungssystem für höchste Güte bei den Schweißpunkten.

Mit PS 6000 im kompakten Schweißkoffer bietet Bosch Rexroth eine platzsparende Lösung für die Automobilindustrie.

i Bosch Rexroth

Wirtschaftlich, präzise, sicher und energieeffizient: Antriebs- und Steuerungstechnik von Bosch Rexroth bewegt Maschinen und Anlagen jeder Größenordnung. Das Unternehmen bündelt die weltweiten Anwendungserfahrungen in den Marktsegmenten Mobile Anwendungen, Anlagenbau und Engineering, Fabrikau-tomation sowie Erneuerbare Energien für die Entwicklung inno-vativer Komponenten, maßgeschneiderter Systemlösungen und Dienstleistungen. Bosch Rexroth bietet seinen Kunden Hydraulik, Elektrische Antriebe und Steuerungen, Getriebetechnik sowie Linear- und Montagetechnik aus einer Hand. Mit einer Präsenz in mehr als 80 Ländern erwirtschafteten die über 36.700 Mitarbeiter 2013 einen Umsatz von rund 5,7 Mrd. Euro.

Mehr Informationen unter: www.boschrexroth.com

Die Bosch Gruppe ist ein international führendes Technolo-gie- und Dienstleistungsunternehmen und erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2013 nach vorläufigen Zahlen mit rund 281.000 Mitarbeitern einen Umsatz von 46,4 Milliarden Euro (Hinweis:

Aufgrund veränderter gesetzlicher Konsolidierungsregularien sind die Kennzahlen für 2013 mit den früher veröffentlichten Kennzah-len für 2012 nur bedingt vergleichbar). Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Kraftfahrzeugtechnik, Industrietechnik, Gebrauchsgüter sowie Energie- und Gebäude-technik. Die Bosch Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 360 Tochter- und Regionalgesellschaften in rund 50 Ländern; inklusive Vertriebspartner ist Bosch in rund 150 Ländern vertreten. Dieser weltweite Entwicklungs-, Ferti-gungs- und Vertriebsverbund ist die Voraussetzung für weiteres Wachstum. Im Jahr 2013 meldete Bosch rund 5.000 Patente weltweit an. Ziel der Bosch Gruppe ist es, mit ihren Produkten und Dienstleistungen die Lebensqualität der Menschen durch innovative, nutzbringende sowie begeisternde Lösungen zu verbessern und Technik fürs Leben weltweit anzubieten.

Mehr Informationen unter: www.bosch.com, www.bosch-presse.de, http://twitter.com/BoschPresse


Eingänge. Dabei lassen sich je nach Anwendung potenzi-alfreie, antivalente oder OSSD-Signale einlesen. Ebenso problemlos können mithilfe der neuen ASIMON 3 G2 Soft-ware sichere Ausgänge bei Bedarf zu sicheren Eingängen umdefiniert werden.

So vielfältig wie das neue CIP Safety Gateway on Sercos selbst sind natürlich auch seine Einsatzmöglichkeiten.

Es überzeugt als kleine Safety-Einheit mit optimaler Feldbusanbindung ebenso wie im Zusammenspiel mit einer kontinuierlich wachsenden Palette an Erweite-rungsmodulen. Und sogar wenn der Anwender (noch) nicht auf automatisierte Sicherheit umstellen und weiter parallel verdrahten will, braucht er keinen Kosten- und/oder Leistungsvergleich zu fürchten.

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AS-i 3.0 Sercos Gateway, CIP Safety on Sercos, mit integriertem Sicherheitsmonitor (BWU2758)

Spontandiagnose über Display

Schaltzustände über Display

Neues AS-i 3.0 Sercos Gateway mit integriertem Sicherheits-monitor, CIP Safety on Sercos

Seit mehr als 20 Jahren zählt Sercos® zu den führen-den Ethernet-basierten Bussystemen im Anlagen- und Maschinenbau und besitzt mit CIP Safety

auch ein Protokoll zur Übertragung sicherheitsrelevanter Signale über Sercos, die einfach neben den anderen Echt-zeitdaten des Sercos Netzwerks mit übertragen werden. Um die Vorteile von AS-i Safety at Work insbesondere im Bereich der Diagnose jetzt auch für CIP Safety on Sercos nutzbar zu machen, schickt Bihl+Wiedemann mit dem CIP Safety Gateway über Sercos einen neuen Team- player ins Rennen, der dank verblüffend geringer Kosten auch für kleinere und mittlere Anlagen prädestiniert ist.

Die Verantwortlichen für die Anlagensicherheit, so hatte es lange den Anschein, sind tendenziell etwas konservativer unterwegs als ihre Kollegen von der Standardfraktion. Denn während der Siegeszug automatisierter Systeme in der Produktion längst in vollem Gange war, blieb der Sicher-heitsbereich noch eine ganze Weile fest in der Hand der auf-wendigen Parallelverdrahtung. Wirklich Bewegung kam hier erst um die Jahrtausendwende ins Spiel, nachdem es mit AS-i Safety at Work gelungen war, sichere und nicht sichere Signale auf ein und derselben Busleitung zu übertragen.

Von da an ist aus dem Trend zur automatisierten Sicherheit jedoch ziemlich schnell ein Megatrend geworden. Laut der 2009 veröffentlichten Studie „Safety im Maschinenbau“ verwendete schon damals etwa jedes zweite Unternehmen sicherheitsgerichtete Kommunikationstechnik im Feld. Zu den mit Abstand wichtigsten Gründen gehören der einfache-re Datenverkehr – und vor allem: die bessere Diagnose. Hier setzte Bihl+Wiedemann mit seinen zahlreichen Diagnose- Features wie zum Beispiel der Doppeladresserkennung, dem EMV-Wächter und dem Erdschlusswächter in den AS-i Gate-ways mit integriertem Sicherheitsmonitor schon früh Maß-stäbe. Nach Meinung von Marktinsidern dürfte diese Ent-wicklung inzwischen weiter an Dynamik gewonnen haben. Zum Teil sicherlich wegen der neuen EU-Maschinenrichtlinie – vor allem aber, weil sich immer weniger Unternehmen längere Stillstandszeiten leisten können beziehungswei-se wollen, und deshalb immer höhere Diagnoseanforde-

rungen an die Systeme stellen. Da das heute in verstärk-tem Maß auch für kleine und mittlere Anwendungen gilt, haben die Spezialisten von Bihl+Wiedemann für solche Anlagen eine maßgeschneiderte Lösung entwickelt. Sie haben den Safety-Basis-Monitor in ein Edelstahlgehäuse gepackt und mit zusätzlichen Features ausgestattet. Neben einem Display für Diagnose und Inbetriebnahme verfügen die neuen Module über eine Feldbusschnittstelle, die mechanisch so robust ist, dass die Diagnosedaten der Safety-Geräte nicht die Kommunikation der gesamten Anlage stören, die gleichzeitig aber auch die EMV- Festigkeit gewährleistet. Dadurch dass die Feldbusschnitt-stelle direkt in die Sicherheitseinheit integriert wurde, kann die Steuerung sämtliche Safety-Informationen ohne zusätzliche Parametrierung in der Software besonders schnell und einfach abrufen. Ganz konkret gesagt: Der Zustand aller sicheren Geräte steht dort in Echtzeit als Standardsignal zur Verfügung. Damit ist die Steuerung bei-spielsweise in der Lage, die Maschine in den gewünschten Zustand zu bringen, bevor die Sicherheitseinheit nach Stop 1 die Energie abschaltet.

Auch bei der Diagnose bietet die Integration der Feldbus-schnittstelle in die Sicherheitseinheit Vorteile. Unter ande-rem beschert die direkt auslesbare Abschalthistorie dem Anwender einen beachtlichen Zeitgewinn, weil die oft langwierige Suche nach dem Auslöser eines Stillstandes nun sogar bei kleinen Anlagen der Vergangenheit angehört. Selbstverständlich sind die entsprechenden Informationen auch über einen Webserver, also bei der Fernwartung, einsehbar. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, den Zustand des Systems auf dem Display am Gerät selbst abzulesen. Dort erhält man sowohl Spontandiagnosemeldungen, etwa von kritischen Schutztüren, als auch einen Überblick über die Schaltzustände der einzelnen Komponenten.

Genauso wie die Anzahl der Diagnoseoptionen hat sich auch der Funktionsumfang der neuen Safety Gateways von Bihl+Wiedemann vergrößert. Zwölf frei parametrierbare Klemmen erlauben zum Beispiel bis zu sechs (zweikanalige) Ausgänge, sechs (zweikanalige) Eingänge oder Standard-

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Sicherheit auch für kleine und mittlere Anlagen.

sercos sercos

AS-i 3.0 Sercos Gateway mit integriertem Sicherheits-monitor für CIP Safety on Sercos (BWU2758) ■ Stand-alone-Lösung: 12 Klemmen des integrierten Sicherheitsmonitors konfigurierbar, z.B.: – als 6 sichere Ausgänge plus 3 sichere zweikanalige Eingänge – als 6 sichere zweikanalige Eingänge – als Standard E/As – als Kombination daraus■ Für den Einsatz in kompakten oder weit verzweigten Anlagen■ AS-i Power 24-V-fähig: für den Einsatz in kompakten Anlagen kein zusätzliches AS-i-Netzteil notwendig■ Mit erweiterten Diagnosemöglichkeiten wie z.B. Doppeladresserkennung, integriertem Erdschluss- und EMV-Wächter

Diagnosemöglichkeiten ■ Spontandiagnose über Display■ Detaillierte Diagnose und Historie jedes Schalt- zustandes im Display, über Feldbus oder über Software■ Alle Zustände sind ohne Mehraufwand über den Feldbus auslesbar

Sicheres Steuern von Frequenzumrichter(n) mit integriertem Drehzahlwächter mit dem AS-i CIP Safety on Sercos Gateway


www.wago.com

HARTE ECHTZEIT MIT SERCOS und WAGO-SPEEDWAY 767

Sercos-Feldbuskoppler:

• 8 digitale High-Speed-Eingänge

• Delay: 10 μs

• Sercos-Zyklus: 31,25 μs

• Zyklus: 250 μs

• Systembus synchron zum Feldbus

Digitale High-Speed-Module:

• 8DI / 6 µs Delay

• 8DO / 0,5 µs Delay

• 4DIO / 3 µs + 0,5 µs Delay

• Kanalweise parametrierbar

Brücke zwischen zwei Welten

Sowohl Sercos® als auch Ethercat haben sich als leistungsfähige Ethernet-basierte Kommunikations-standards etabliert und kommen in einer Vielzahl

unterschiedlicher Anwendungen zum Einsatz. Die beiden Busse sind so auch immer häufiger als interne Kommuni-kationsplattform intelligenter Subsysteme wie z. B. Robo-tern oder Montage- und Transporteinrichtungen anzutref-fen. Mit der Sercos/Ethercat-Bridge von Cannon-Automata besteht nun die Möglichkeit Sercos und Ethercat Master zu koppeln und Daten in Echtzeit in heterogenen real-time Ethernet Kommunikationsstrukturen bidirektional zu über-tragen. Multi-Master-Applikationen sind so einfach hand-habbar, der Zwang zu einer homogenen Busstruktur ent-fällt.

Die Sercos/Ethercat-Bridge bildet sich auf beiden Bussen jeweils als IO-Device ab. Die Breite der Echtzeitdaten ist im Bereich von 32 bis 2048 Byte flexibel konfigurierbar und kann so den Anforderungen verschiedenster Anwendun-gen angepasst werden. Das Kopieren der Daten zwischen den beiden Bussen erfolgt hardwaregestützt innerhalb eines Kommunikationszyklus. Neben den applikations-spezifischen IO-Daten werden in jedem Zyklus auch Sta-

Mit der Sercos/Ethercat-Bridge von Cannon-Automata gelingt der Brückenschlag zwischen Sercos und Ethercat real-time Ethernet Netzwerken.

tus- und Diagnosedaten des Sercos- oder Ethercat-Busses zur jeweils anderen Seite übertragen. Das ermöglicht den beiden Mastern auf Änderungen des Kommunikationszu-stands oder auf Fehlerereignisse schnell zu reagieren.

Neben dem Echtzeitkanal unterstützt die Baugruppe einen bidirektionalen Kanal für die asynchrone Übertragung von Daten. Abgebildet wird dieser Mailbox-Mechanismus auf der Sercos Seite über IDNs, die über den Servicekanal gelesen und geschrieben werden können. Auf der Ether-cat-Seite erfolgen die Zugriffe alternativ über CoE-Objekte oder VoE.

Die Baugruppe ist als kompaktes Modul für die Montage auf einer Hutschiene ausgeführt. Für Sercos und Ethercat stehen jeweils zwei RJ45-Buchsen zur Verfügung. Eine weitere frontseitige RJ45-Buchse dient als Standard-Ethernet-Port. Über dieses Interface können Geräte über die von den beiden Echtzeit-Bussen zur Verfügung gestell-ten Mechanismen (UCC-Kanal und EoE-Protokoll) mit an-deren Busteilnehmern kommunizieren. Der ebenfalls auf dieser Schnittstelle verfügbare IEEE-1588-Master kann zur Uhrzeitsynchronisation verwendet werden.

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sercos

Sercos/Ethercat-Bridge für die Montage auf einer Hutschiene

Kopplung von Sercos und Ethercat-Bussen über die Sercos/Ethercat-Bridge


Sercos/Ethercat-Bridge

einer Förderlösung zum Be- und Entladen der Vials, einer automatisch ausfahrbaren Brücke zum Andocken an die Ladeöffnung des Gefriertrockners – an die sogenannte ‚Pizzaofen-Tür‘ – und aus einem Schieber, um die gesamte Ladung in den Trockner hinein und wieder heraus zu trans-ferieren“.

Ein ALUS™ ist entweder fest in einer Produktionslinie des Sterilraums integriert oder fährt als mobile Einheit auf Schienen außerhalb eines Sterilraums verschiedene Gefriertrockner an. In beiden Fällen ist Mobilität wichtig: Bei der Integration in Isolatoren sind knappe Platzverhält-nisse zu berücksichtigen, Sterilraum ist teuer und wird auf das Nötigste beschränkt. Wird die Klappe des Ge-friertrockners geöffnet, muss das ALUS™ auch bei fester Integration in eine Produktionslinie zur Seite gefahren werden können.

ALUS™ werden trotz relativ zeitunkritischer mechatroni-scher Abläufe bei GEA Lyophil mit Servotechnik realisiert, weil nur so eine ausreichende Prozess-Sicherheit erreichbar ist: Durch die exakte Programmierung sanfter Beschleuni-gungs- und Verzögerungsprofile wird verhindert, dass die Vials oder Flaschen trotz vergleichsweise hoher End- geschwindigkeit bei den Transfervorgängen umfallen.

Michael Groth Entwicklungsbereich ALUS™ der GEA Lyophil in Hürth

i Entwicklungsbereich

2120

sercos sercos

Mobile Transfereinheiten an der langen LeineDie GEA Lyophil GmbH in Hürth bei Köln entwickelt und baut seit etwa 60 Jahren Gefriertrock-nungsanlagen für die pharmazeutische Industrie. Eine Führungsposition nimmt das Unternehmen insbesondere mit seinen automatischen Be- und Entladesystemen für die Gefriertrockner ein. Bei der neuesten Serie konnte die Mobilität durch integrierte Servoantriebe von Schneider Electric entscheidend verbessert werden.

Beim Gefriertrocknungsprozess wird einem gefrore-nen Produkt durch eine Folge von Sublimations- und Desorptionsvorgängen unter Vakuum die Feuchtig-

keit entzogen. Durch eine exaktere Temperaturführung, bessere Isolation des Prozesses gegen Keime und rationel-lere Prozessgestaltung konnte die Gefriertrocknung in der Vergangenheit sukzessive verbessert werden. Potenzial für die weitere Optimierung des Prozesses bietet heute vor allem die periphere Technik: Automatische Be- und Entla-desysteme sollen als hochinnovativer Baustein solcher An-lagen die Kontaminationsgefahr durch Personal beim Be-schicken und Entladen der Gefriertrockner weiter senken.GEA Lyophil war weltweit eines der ersten Unternehmen, das das Potenzial automatisierter Be- und Entladeprozesse erkannte, erste Schritte in diese Richtung erfolgten bereits 1989. Heute ist GEA Lyophil weltweit führender Lieferant für sogenannte ALUS™ (Automatic Loading and Unloa-ding System). Michael Groth, staatl. gepr. Elektrotechniker

Mobilität durch EinsteckerlösungZurzeit führt GEA Lyophil eine neue Generation mobiler ALUS™ ein, die noch einfacher als bisher an- und abge-koppelt werden können. Michael Groth nennt den großen Vorteil: „Die neuen ALUS™ können zum Verschieben durch Ziehen und Aufstecken eines einzigen Steckers sowohl elektrisch als auch steuerungstechnisch vom stationären Schaltschrank ab- und wieder angekoppelt werden“. Bereits länger hatte Michael Groth nach technologisch praktizierba-ren Lösungen Ausschau gehalten, um mobile ALUS™ „an der langen Leine“ laufen lassen zu können. Es erfolgten auch Versuche mit Schleppketten, die jedoch die Erwartungen nicht erfüllten.

Dann wurde er auf die PacDrive-Technologie von Schneider Electric aufmerksam. Diese bietet alternativ zu klassischer Servotechnik mit Reglerbaugruppen in Schaltschrankaus-führung integrierte Servoantriebe der Lexium 62 ILM-Bau-reihe an. Sie sind Teil einer Komplettlösung, bestehend aus Servoantrieben mit integrierter Reglerelektronik, einer zentralen Stromversorgung für alle Servoantriebe einer Maschine und einem flexiblen Vernetzungskonzept zur Anbindung der Antriebe an die zentrale Stromversorgung und die Steuerung.

Letzteres besteht aus Verteilerboxen und beidseitig steck-baren Hybridkabeln für die Anbindung jedes Antriebs an die Leistungsversorgung und die Datenkommunikation via

und Technischer Leiter für den Bereich ALUS™ im Hause GEA Lyophil, ist quasi der Mann der ersten Stunde für die-sen Produktbereich: Bereits seit 1990 – kurz nach den ers-ten Schritten – trat er diesem Produktbereich bei und trieb ihn voran, zunächst als Entwickler, später in leitender Funkti-on. Er erläutert: „Im Kern handelt es sich bei einem ALUS™ um eine Transfereinheit, die Vials oder andere Behältnisse mit den zu trocknenden Substanzen vom Herstellprozess zum Trockner transportiert und nach dem Gefriertrocknen wieder in den Prozess einschleust. Stark vereinfacht be-trachtet bestehen die Systeme aus einem Ladetisch mit

Der „Brückenschlag“: Die servomotorisch ausfaltbare Brücke reduziert den Platzbedarf im Isolator.

Die Vials – hier auf optional verwendbaren Tablets – fahren ein und werden dann durch einen Schieber über die Brücke in den Gefriertrockner geschoben bzw. nach dem Gefriertrocknen läuft der Prozess umgekehrt.

Im Unterbau des ALUS™, außerhalb des hygienerelevanten Bereichs, sitzen die mit Verteilerboxen und Hybridkabeln vernetzten Lexium 62 ILM-Servoantriebe.


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sercos

Sercos®: Der Sercos Bus wird von dem PacDrive-Controller kommend in der zentralen Stromversorgung zusammen mit der Leistungsversorgung der Antriebe und dem Motor-Feedback-Signal über ein Koppelmodul mit einem einzigen Hybridkabel vom Schaltschrank bis zur ersten Verteilerbox in der Maschine geführt. Von dort verteilt sich das Hybrid-kabel in Baum- oder Linienstrukturen zu allen integrierten Servoantrieben. Auch serielle Daisy-Chain-Topologien ohne Verteilerboxen sind neuerdings möglich.

Hybridkabel führt alle Signale und VersorgungsleistungenDurch das Hybridkabel ist der Sercos Bus vor Ort bei jedem Antrieb verfügbar und kann dort über ein Zusatz-Modul an der Regler-Elektronik des Motors sogar ausgekoppelt wer-den, um über M8-Standardanschlüsse I/Os in die Sercos Kommunikation einzubinden. Somit kann über ein einziges Verbindungskabel zwischen stationärem Schaltschrank und Maschine alles bereitgestellt werden, was für die Steue-rung und Antriebstechnik der Maschine erforderlich ist: Antriebs- und I/O-Kommunikation über Sercos, eine Motor-Feedback-Signalleitung und auch die Leistungsversorgung für die Servoantriebe!

Das Projekt begann bei GEA Lyophil ursprünglich als Diplomarbeit: Schneider Electric stellte GEA-Mitarbeiterin Anne Gerlach – zu diesem Zeitpunkt noch Bachelor – ein kostenloses ́ Starter-Kit´ zur Verfügung, um mit der PacDrive-Technologie die projektierte Lösung aufzubauen. Anne Ger-lach kam mit der Motion Control-Technologie relativ schnell zurecht und blickt zurück: „Besonders die Inbetriebnahme der Antriebe erwies sich als absolut unproblematisch“. Das von ihr realisierte Projekt konnte im Hause überzeugen, Michael Groth bestätigt es gerne: „Die Möglichkeiten, die Versorgung einer ganzen Maschineneinheit auf ein einziges

Kabel zu reduzieren, konnte zumindest zum Zeitpunkt der Entscheidung kein anderer Automati-sierer in dieser Form anbieten“.

Einbindung von Fremdantrieben ohne SystembruchDie Automatisierungsarchitektur des neuen ALUS™ um-fasst einen PacDrive LMC400 Logic Motion Controller, der über Sercos mit den insgesamt sechs Servoantrieben (Standardausführung, teilweise bis zu acht) kommuniziert. Soweit möglich, verwendet Michael Groth integrierte Ser-voantriebe der Lexium 62 ILM-Reihe. Das zentrale Netzteil speist neben den vier 62 ILM-Antrieben auch ein soge-nanntes Double Drive des Typs Lexium 62 LXM. Bei dieser Serie handelt es sich um klassische Servoregler in Schalt-schrankausführung, über einen Schiebemechanismus zum Kontaktieren bei der Reihenmontage ebenfalls gespeist von der universell einsetzbaren zentralisierten Stromver-sorgung.

Das Double Drive steuert zwei Third-Party-Spezialmotoren mit Hohlwelle an, die durch Kombination eines Servomo-tors mit einem Getriebe Vorteile hinsichtlich der Baugröße erbringen. Für die Einbindung der Drives in die System-kommunikation auf Basis elektronischer Typenschilder er-hielt GEA Lyophil von Schneider Electric entsprechende Parameter-Dateien zum Download in die Motoren. Daher verursachen die Fremdantriebe keinen Bruch in der Sys-temkommunikation, wodurch die tiefreichenden Diagnose-Mechanismen und -Meldungen von PacDrive auch diese Antriebe mit einschließen.

Automatisierungsarchitektur des neuen ALUS™: Je nach Variante werden an die freien Steckerbuchsen der Distributionsboxen zwei weitere Lexium ILM62-Antriebe angeschlossen.

Anne Gerlach, Entwicklung ALUS™/ GEA Lyophil, erläutert den Aufbau der PacDrive- Automatisierungslösung mit zentralisierter Stromversorgung für alle Servo-Komponenten.

Telefon: +49 (0)2102 404-6000Internet: www.schneider-electric.deTwitter: @SchneiderElecDE

i Weitere Informationen


Schneider Electric’s PacDrive 3 technology incorporates the advantages of the latest technologies into a proven concept for controlling modern production, assembly, and packaging machines with a motion/robotic component. PacDrive 3 unifies PLC, IT, and motion functionalities on a single hardware platform and is one of four hardware platforms of MachineStruxure, Schneider Electric’s solution package for general machinery applications. PacDrive 3’s scalable controller performance allows economical automation of applications ranging from small systems with only a few servo axes to high-performance solutions with up to 99 servo axes including multi robot applications. With Sercos®, Schneider Electric has created a fully Ethernet-based communication solution for PacDrive applications. Enabling communication with both drives and field devices, Sercos also smoothes the way for the integration of safety automation: In PacDrive 3, standard communication and safe communication merge into one - Sercos is the basis. The Safe Logic Controller Modicon SLC permits programming of the safety functions, the Modicon TM5/TM7 safe I/O system is connecting safety signals to the SLC.

Schneider Electric SAS Head Office 35, Rue Joseph Monier • F-92500 Rueil-Malmaison • France

Phone: +33 (0) 1 41 29 70 00 • Fax: +33 (0) 1 41 29 71 00

www.schneider-electric.com

Schneider Electric’s PacDrive 3 technology

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farbendruck umfasst. Sie enthält sieben weitere Achsen für die Rollenförderung und Zugspannungsregelung vom Abwickler bis zum Aufwickler. Alle Achsen sind über den Sercos® Automatisierungsbus in Echtzeit mit dem Rexroth-Steuerungssystem verbunden.

Zur Entwicklung des „Fusion“-Systems hat PCMC eng mit seinem langjährigen Lieferanten Bosch Rexroth sowie dem lokalen Vertriebshändler und Systemintegrator CMA/ Flodyne/Hydradyne (Brookfield, WI, www.cmafh.com) zu-sammengearbeitet. Die Antriebs- und Steuerungssysteme von Bosch Rexroth, welche die Druckmaschine „Fusion“ an-treiben, umfassen IndraDrive M-Servoantriebe mit regene-rativen Eigenschaften, die auch das Teilen eines DC-Busses ermöglichen, und Bausatzmotoren IndraDyn T, die alle vom Motion-Logic-System IndraMotion MLC gesteuert werden. Diese bieten eine vollständige Palette vorgefertigter Funk-tionsbausteine zur Lösung der komplexesten Druck- und Verarbeitungsaufgaben. Der Einsatz dieser bewährten Al-gorithmen verkürzt die Engineering-Zeit und minimiert den Feld-Support, der für die Umsetzung neuer Steuerungs-funktionen typisch ist. Die einfache Konfiguration und der hohe Diagnosegrad des Sercos Automatisierungsbusses verringern den Engineering-Aufwand während der Inbe-triebnahme und des Anlaufs. Der Service-Computer kann an jeden freien Anschluss des Sercos Kommunikationssys-tems angeschlossen werden, wodurch man über den Uni-fied Communication Channel (UCC) Zugriff auf alle Sercos Knoten hat, ohne dabei das Echtzeitverhalten des Busses zu beeinträchtigen.

Die redundante Ring-Topologie von Sercos mit automati-scher Ring-Heilung bedeutet, dass eine Unterbrechung der Kommunikation im Netzwerk nicht zu einer Unterbrechung der Bewegung bzw. einer Beeinträchtigung der Anwendung

wollten auch die Zeit reduzieren, die zur Einstellung der Register für Drucke nötig ist, um qualitativ hochwertige Produkte herzustellen“. Um diese Ziele schneller und ein-facher zu erreichen, konzentrierte sich PCMC auf die Ver-wendung der Servo-Antriebstechnologie. Weiterhin wollte PCMC den Energieverbrauch reduzieren und die System-komplexität verringern, um die Kosten niedrig zu halten und die Wartung der Druckmaschinen zu optimieren. Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat PCMC elektrische Antriebe, Steuerungen und Lineartechnik von der Bosch Rexroth Cor-poration (Charlotte, NC/USA, www.boschrexroth-us.com) in die neue Flexo-Druckmaschine „Fusion” integriert.

„Fusion“: Großformatiger Rollendruck und -verarbeitungDie Flexo-Druckmaschine „Fusion“ von PCMC ist eine voll-ständig servobetriebene Plattform, die bis zu 21 Achsen für den Zehnfarbendruck oder 17 Achsen für einen Acht-

Rexroth Technologie führt zu mehr Effizienz und kürzeren Umrüstzeiten für die neue Flexo-DruckmaschineBei der neuesten Generation des Systems werden Bausatzmotoren, regenerative Antriebe, eine fortschrittliche Reglerplattform und lineare Antriebskomponenten für eine hoch entwickelte Druckmaschine integriert, die mehr Produktivität und eine hervorragende Druckqualität bietet.

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Paper Converting Machine Company – PCMC (www.pcmc.com) aus Green Bay, WI/USA, ist welt-weit führend in den Bereichen Tissue-Verarbeitung,

Verpackungs- sowie Flexo-Druck von Inline-Etiketten sowie im Bereich der Vliesstoff- und Briefumschlagtechnik. Als PCMC mit der Entwicklung einer neuen Generation von Druckmaschinen begann, wollte das Unternehmen unter-schiedliche Kundenanforderungen erfüllen. Die meisten da-von konzentrierten sich auf die Reduzierung von Faktoren, die die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Drucke-reien beeinflussen.

„Die Industrie verlangte nach schnelleren Umrüstun-gen, um die Steigerung der produktiven Druckzeit zu unterstützen“, sagt Dave Wall, Engineering Value Stream Leader for Printing, Coating and Laminating bei PCMC. „Die Druckereien wollten effizienter arbeiten und sowohl unproduktive Zeit als auch Makulatur minimieren. Kunden

Das Steuerungssystem IndraMotion MLC von Bosch Rexroth bietet eine breite Palette vor-gefertigter Funktionsblöcke, die PCMC dabei helfen, die Inbetriebnahmezeit der „Fusion“ zu verkürzen, und die es Druckern ermöglicht, die Bildqualität schneller einzustellen und unproduktive Umrüstzeit zu minimieren.

sercos sercos

führt und die redundante Kommunikation automatisch wie-derhergestellt wird, sobald die Ursache der Unterbrechung behoben wurde. Fortschrittliche Diagnostik erlaubt außer-dem, den Ort der Unterbrechung zu bestimmen, damit diese Stelle auf lose oder fehlerhafte Kabel usw. hin unter-sucht werden kann.

Verringerung der Hochlaufzeit der DruckmaschineDie Umrüstungen waren der erste Bereich, auf den sich das Entwicklungsteam konzentrierte: Die Minimierung der Umrüstzeit der Druckmaschine erhöht die produktive Druckzeit entscheidend.

Jedes „Fusion“-System besteht aus einem großen, zentralen Druckzylinder mit einem Durchmesser von acht bis zehn Fuß, der radial von acht oder zehn „Druckeinheiten“ mit zwei Walzen umgeben ist, von denen eine das Bild enthält und die andere die Tinte aufträgt. All diese Walzen werden von Rexroth IndraDrive-Antrieben und IndraDyn-Motoren bewegt. Während des Umrüstens, sobald die Farb-zylinder gewechselt und die Druckbahn wieder eingezogen wurde, ist der nächste Schritt die Einstellung des Registers und die Druckanstellung. In der Vergangenheit waren dazu zeitintensive manuelle Anpassungen an jeder Druckeinheit nötig. Mithilfe der intelligenten Servoantriebe IndraDrive von Bosch Rexroth hat PCMC eine neue Einstellfunktion mit dem Namen PrintSense entwickelt. Der Druckzylinder und die Rasterwalze in jeder Druckeinheit werden so zu-sammengebracht, dass sie den Andruckpunkt erreichen, an dem der Abdruck korrekt ist. Die Feedback-Daten des Motors werden in vorgefertigten Algorithmen genutzt, um den optimalen Einstellpunkt zu berechnen. Dadurch entfällt die zeitintensive erste Druckeinstellung.


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Im Antrieb integrierte Sicherheitsfunktionen steigern die EffizienzIndraDrive-Systeme setzen neue Standards beim Antriebs-Engineering mit intelligenter Funktionalität, integrierten Sicherheitsfunktionen und Netzrückspeisefähigkeit. Laut Dave Wall ergeben sowohl die Sicherheitsfunktionen der „Fusion“ als auch die Möglichkeit, Energie ins Netz wie-der einzuspeisen, einen Wettbewerbsvorteil: „Während der Einstellung können wir die antriebsintegrierte Sicherheits-funktion ‚Sicherer Halt‘ nutzen, um die Platte zu tauschen; normalerweise müssten wir eine Bremse oder einen Ab-sperrmechanismus betätigen, um die Achse sicher in Positi-on zu halten. Dadurch würde das System noch komplexer“.

Durch die regenerative Antriebsfunktion kann das „Fusion“-System Energie nutzen, die normalerweise verloren geht, wenn Maschinenachsen langsamer werden oder anhalten; diese Energie führt es dem Stromnetz wieder zu, um den Energiebedarf zu senken – eine Funktion, die PCMC in Be-zug auf das System besonders hervorhebt.

IndraMotion MLC-Registerregelung verbessert das DruckergebnisUm die Drucker bei ihrer Arbeit optimal zu unterstützen, hat PCMC die Motion-Logic-Steuerung IndraMotion MLC von Bosch Rexroth ausgewählt, um die Bahnspannung und Druckmarkenerkennung „Fusion“ zu steuern. Das kompakte IndraMotion MLC-System eignet sich zur Synchro-nisierung von Produktionssystemen mit bis zu 64 Achsen. Es umfasst vorgefertigte Funktionsblöcke für Wickeln,

Registerregelung, Bahnspannung und andere wichtige Einstellungen, offene Systemschnittstellen wie z.B. den Sercos Automatisierungsbus sowie Unterstützung für IEC-61131-3-Funktionsblöcke und -Bewegungssequenzen.

Laut Dave Wall hilft das IndraMotion MLC bei einer schnel-leren Registerregelung. Dafür wird eine integrierte Druck-bildüberwachung am Ende der Linie verwendet. „Das System zeigt dem Maschinenbediener das Druckbild am Bedien- und Visualisierungsterminal der Steuerung an. Der Bediener kann den Regler verwenden, um Farbe hinzuzu-fügen bzw. wegzunehmen oder um nach links bzw. rechts zu fahren, um so für eine korrekte Registrierung zu sorgen“, erklärt Dave Wall.

Bausatzmotoren helfen, Kosten zu senkenBei größeren Systemen, wie „Fusion“, ist die Kosten-kontrolle das Ergebnis cleveren Engineerings, durch das die Anzahl an Komponenten reduziert wird. Um dieses Ziel zu erreichen hat PCMC sich in Zusammenarbeit mit CMA/Flodyne/Hydradyne für Bausatzmotoren der Reihe IndraDyn T von Bosch Rexroth entschieden, um elf der „Fusion“-Achsen anzutreiben. Bei den IndraDyn T handelt es sich um flüssigkeitsgekühlte Bausatzmotoren, die aus separatem Stator und Rotor bestehen und die für Anwen-dungen mit einem maximalen Drehmoment von bis zu 13.880 Nm entwickelt wurden. Der Rotor wird direkt am zentralen Druckzylinder befestigt. Dies ersetzt die Kupplung einer traditionellen Servomotorenwelle an der Achse. Die-ser Druckzylinder kann einen Durchmesser von mehr als 2 m haben. Um eine Genauigkeit von 0,001" bei einem Radius von

1 m einzuhalten, nutzt Bosch Rexroth einen Geber mit einer Auflösung von 32 Millionen Signalen/Umdrehung. Bosch Rexroth gehört zu den wenigen Unternehmen weltweit mit diesem Maß an Steuerungsgenauigkeit.

Mit Sercos werden die Positionierbefehle an die Druckzylinder mit weniger als 100 Nanosekunden Jitter synchronisiert. Zusammen mit den Servoverstärkungen mit hoher Bandbreite, die mit Direktantrieben und integrierten IndraDrive Advanced Steu-erteilen erreicht werden, resultiert daraus ein äußerst genaues Druckbild, das nur durch mechanische und prozessbedingte Einflüsse beschränkt ist.

Doug Anderson, Vertriebsingenieur von CMA/Flodyne/Hydradyne, hat von Anfang an mit PCMC zusammenge-arbeitet, um die IndraDyn-Motoren auszuwählen und zu dimensionieren. „Eine der Stärken, die Bosch Rexroth bietet, ist die unglaubliche Auswahl an Bausatzmotoren“, hebt Anderson hervor. „Wir haben eine Torque-Motorgröße für

die große Drucktrommel ausgewählt, die innerhalb von 10 bis 15 Sekunden anhalten muss, und dann eine weitere Größe zum Antrieb unterschiedlicher Breiten von Druck- und Farbwalzen“. Durch die Verwendung von Torque-Moto-ren ist es PCMC gelungen, die Anzahl der Teile des „Fusi-on“ um fast 60 Prozent zu reduzieren, verglichen mit einer Maschine der früheren Generation. „Ich kenne kein ande-res Unternehmen neben Bosch Rexroth, das uns die Pro-duktpalette hätte liefern können, die wir brauchten – durch die Bausatzmotoren können wir das „Fusion“-System z. B. sechsmal schneller beschleunigen als in der Vergangen-heit“.

Lineartechnik-Komponenten liefern kritische SteifigkeitEine entscheidende Herausforderung beim mechanischen Design einer Druckmaschine sind die Druckeinheiten, die aus Druck- und Farbwalzen bestehen. Die Breite dieser Rol-len variiert zwischen 42" und 75". Jedes Deck muss sich bei der Umrüstung für einen neuen Auftrag nach innen und au-ßen bewegen, wenn die Druckmaschine mit neuen Rollen bestückt wird und die Rollen ausgetauscht werden. Sobald der Druck beginnt, müssen die Decks jedoch extrem steif sein und die Rollen in Position halten, um für jede Farbe den perfekten Auftrag zu gewährleisten, während die Maschine auf maximale Drehzahl beschleunigt. Um die nötige Flexibi-lität und Steifigkeit zu liefern, ist jede Druck- und Farbwalze mit zwei Präzisions-Kugelgewindetrieben und vier Profil-Kugelschienenführungen von Bosch Rexroth ausgestattet. Diese vereinen hohe Steifigkeit und hohe Belastbarkeit bei kompakter Größe. Sie wurden entwickelt, um bei gerings-ten Toleranzen fehlerfrei über Tausende von Stunden zu ar-beiten, bei minimaler Wartung.

„Die mechanischen Elemente in der Druckmaschine dürfen sich nicht bewegen, da sich das im Druck zeigen würde“, sagt Dave Wall. „Die Kugelgewindetriebe und linearen Füh-rungen von Bosch Rexroth bieten uns die Steifigkeit und die Beständigkeit gegenüber Spiel und Toleranzen, welche die ‚Fusion‘ benötigt“.

„Fusion“: Erfolgreiche Markteinführung Seit der Markteinführung ist „Fusion“ ein Erfolg. „Die ver-besserten Umrüstzeiten, das einfachere System-Design, das die Wartung optimiert und dadurch die Produktivität steigert sowie die Energieeinsparungen – all das trägt zum Erfolg der ‚Fusion‘ bei“, betont Dave Wall. „Bei der Zusam-menarbeit mit Bosch Rexroth und CMA/Flodyne/Hydradyne haben wir im Voraus komplexe Engineering-Arbeit geleis-tet und die Technologie ausgewählt, die uns dabei half, das System zu vereinfachen. Seit der Markteinführung der ‚Fusion‘ haben uns mehrere Kunden gesagt, dass der ver-lockendste Aspekt des Designs seine Einfachheit ist – und das hat uns dabei geholfen, uns von der Konkurrenz zu unterscheiden“.

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sercos

CODESYS® eine Marke der 3S-Smart Software Solutions GmbH

CODESYS® Sercos � Konfigurator und portierbarer Protokollstack

nahtlos integriert in der marktführenden IEC 61131-3 Automatisierungssoftware

� Treiber für Sercos Masterkarte verfügbar

� Diagnose im Programmiersystem und der Steuerungsapplikation möglich

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Sercos_105_297_de.indd 1 7/9/2014 12:26:15 PM


Die fortschrittliche Technologie von Bosch Rexroth, wie z. B. die regenerativen Antriebe IndraDrive ermöglichen es „Fusion“, mit gesteigerter Effizienz zu arbeiten und gleichzeitig weniger Energie zu verbrauchen.

PCMC konnte die Anzahl an Komponenten in der „Fusion“- Druckmaschine um beinahe 60 Prozent reduzieren; teilweise durch die Verwendung der Bausatzmotoren IndraDyn T und anderer Komponenten von Bosch Rexroth.

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Sercos treibt innovatives Robotik-Design voran

Der Veloce wurde für Prozesse entwickelt, in denen typische Pick-and-place-Anwendungen notwendig sind, und kombiniert alle geforderten Bewegungen

wie z.B. X-, Y- und Z-Übersetzungen sowie die Fähigkeit, Produkte zu drehen. Er eignet sich daher hervorragend für die Ansprüche der Verpackungs-, lebensmittelverarbeiten-den, pharmazeutischen, Solar- und Halbleiterindustrie.

„Die wichtigste Innovation ist die Integration der Rota-tion als Teil der Roboterarchitektur selbst“, erklärt John Beerens, Chief Commercial Officer bei Penta Robotics mit Sitz in Vreeland, Niederlande. Er sagt weiter: „Dies bedeutet, dass es nicht nötig ist, eine zusätzliche Rotati-onsverbindung und einen Motor über dem Arbeitsplatz zu positionieren, da die Motoren symmetrisch im Unibody positioniert sind. Es gibt also nur mechanische Verbindun-gen zwischen den Motoren und der Transportplatte“.

Der Einsatz dieser Art der Architektur bedeutet, dass sich Penta Robotics bei der Entwicklung des Roboters haupt-sächlich auf Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und De-sign konzentrierte.

Sercos International e.V. treibt mit seiner Technologie den Bau eines revolutionären Antriebs sowie einzigartige Rotationsoptionen bei dem Parallelroboter Veloce von Penta Robotics voran.

Das Open Core Engineering von Bosch Rexroth ermöglicht dem Unternehmen einen direkten Anschluss an die SPS über eine selbst entwickelte App, die auf einem Apple iPad läuft. Bewegungssteuerungen, Antriebe, Visualisierung und Sensoren sind alle über den Sercos® Automatisierungsbus verbunden, der die Interaktion ermöglicht.

„Sercos wird in vielen Bereichen eingesetzt und ist be-sonders in Anwendungen von Vorteil, bei denen hohe Ge-schwindigkeit und höchste Präzision notwendig sind“, erklärt Peter Lutz, Geschäftsführer von Sercos International e.V. „Unsere Technologie bietet das dank schnellem Ethernet (100 Mbps Vollduplex) und einem hohen Datendurchsatz aufgrund des eingesetzten Summenrahmenverfahrens. Die Verarbeitung der Echtzeitdaten-Telegramme während des Durchlaufs sowie die direkte Querkommunikation ver-ringern Laufzeiten im Netzwerk auf ein Minimum“.

Der Veloce von Penta Robotics wird weltweit in verschie-denen Industrien eingesetzt und wird unterstützt von aus-gewählten Systemintegratoren wie z. B. Emkon in Deutsch-land, Vector in Mexiko, AFP in China und vielen mehr.

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Editorial News Termine Technologie Applikation Titelthema Neue Produkte Rückblick & Vorschausercos sercos

Freiheit und Effizienz neu definiertOpen Core Engineering steigert die Effizienz im Software-Engineering und eröffnet völlig neue Freiheitsgrade durch erweiterten Zugriff auf den Steuerungskern: über Hochsprachen program-mieren Sie jetzt individuelle Funktionen, die parallel zur Firmware auf der Steuerung oder auf Smart Devices ablaufen. So differenzieren Sie sich vom Wettbewerb und schützen Ihr Know-how.

Bosch Rexroth AGwww.boschrexroth.de/oce

Clever gelöst,Freiheit im Engineering}Passt


Bgm.-Dr.-Nebel-Str. 2 | 97816 Lohr | Deutschland : +49 (0)9352 400 | www.boschrexroth.com

Vahrenwalder Str. 207 | 30165 Hannover | Deutschland : +49 (0)511 37298-133 | :+ 49 (0)511 37298-68 | www.esd.eu

Rheinstraße 15 | 65795 Hattersheim | Deutschland : +49 (0)6190 9907-0 | : +49 (0)6190 9907-50 | [email protected] | www.hilscher.com/de

Via del Litografo, 5 | 40138 Bologna | Italien : +39 051 534757 | +39 051 535689 | http://www.cesrl.it

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HydraulicDriveController VT-HMC

IndraControl S20 Buskoppler

i Bosch Rexroth AG

i C.E. s.r.l.

i esd electronic system design gmbh

Fernmodul E/A Sercos III

ECX-Master-Selector

Das Fernmodul zeichnet sich durch vielseitige Eigenschaften aus:

■ Kompaktbauweise ■ 32 digitale Ausgänge ■ 64 digitale Eingänge

Dual-Ethernet-Master-Selektor für kabelredundante Master.

Geeignet für den Aufbau redundanter Master-Systeme ■ Ein Netzwerk mit möglicher Kabelredundanz wird über ein einfaches Steuersignal an den Primary Master oder den Secondary Master geschaltet ■ Ideal um eine Redundanz auf der Master-Seite herzustellen

■ Schutz vor Polaritätsumkehr ■ Kurzschluss-Schutzausgänge ■ Übertemperaturausgänge ■ Zustands-LED für Ein- und Ausgänge ■ Fehlerdiagnose mit LED-Anzeige ■ Sercos® Adresse von 1 bis 99 einsetzbar

Kompatibel zu Ethernet-basierten Systemen ■ Flexible Anwendung bei Umschaltung eines Netzwerks zwischen zwei Mastern/PCs durch Kompatibilität zu allen Ethernet-basierten Sys- temen oder Feldbus-Standards mit 100BASE-TX

Galvanisch getrenntes Schaltsignal ■ Schaltsignal ist galvanisch getrennt ■ Charakteristik nach DIN EN 61131-2, Type 3 ■ DIN-EN-Tragschienenmontage ■ Ethernet-Physik gemäß IEEE 802.3

netRAPID – Instant-Lösung für Sercos

netRAPID ist eine komplette netX-basierte Sercos® Schnitt-stelle im kompakten Briefmarkenformat. Er beinhaltet alle für Echtzeitkommunikation notwendigen elektronischen Bauteile und muss nur um Netzwerkstecker und LEDs er-weitert werden.

Datenaustausch via Host erfolgt über 16 kByte Dual-Port- Speicher oder 50 MHz SPI. Als netX-Chip-Carrier ist er eine

fertig lötbare Kommunikationslösung und der einfachste Weg zum eigenen netX-Design. Dank führender netX 52 Technologie ist netRAPID bestens gerüstet für die neusten Anforderungen an real-time Ethernet Systemen. netRAPID ermöglicht ein schnelles und risikofreies Prototyping so-wie eine automatisierte SMD-Fertigung Ihres Embedded-Designs.

i Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH

sercos sercos

IndraControl S20 ist die neue modulare IP20 EA Produkt- familie von Bosch Rexroth. Sercos® ermöglicht eine einfache und leistungsstarke Systemanbindung der EA-Stationen. Das benutzerorientierte System-Design für extreme Umge-bungsbedingungen ermöglicht eine schnelle und einfache Installation des Systems.

Die einfache, offene und skalierbare digitale Achsensteuerung VT-HMC für die moderne Automatisierung hydraulischer An- triebe. Als digitaler Regler für eine Achse mit SPS-Funktio- nalität nach IEC 61131-3 ist die HMC bezüglich Störfestigkeit, mechanischer Schwing-, Schock- und Klimafestigkeit für den Einsatz in rauer Industrieumgebung ausgelegt.

■ Sercos Spezifikation V1.3 ■ Minimale Sercos Zykluszeit 31,25 μs ■ Drehkodierschalter zur Einstellung der Sercos Adresse ■ Bis zu 63 weitere IndraControl S20 Teilnehmer anschließbar

■ Best-in-class-Regler

■ Sercos® und vielfältige Bussysteme ■ Service- und Diagnosemöglichkeiten ■ Skalierbar in Software – Position & Geschwindigkeitsregelung – Druck & Kraftregelung – Ablösende Regelung


HydraulicDrive Controller VT-HMC

IndraControl S20 Buskoppler

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Via Majorana, 4 | 20834 Nova Milanese | Italien : +39 0362 4921 | : +39 0362 44337 | [email protected] | www.servotecnica.com

Maierhofstraße 35 | 73547 Lorch | Deutschland : +49 (0)717 218-40 | : +49 (0)717 218-4476 | www.kistler.com

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i Kistler Lorch GmbH

Kistler setzt mit dem maXYmos NC neue Standards bei elektromechanischen NC-Fügesystemen

Erweiterung der maXYmos Gerätefamilie zur Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen und Quali-tätssicherung.

Die Neuentwicklung maXYmos NC überwacht und steuert den Fügeprozess. Das neue System ist mit seinem intuiti-ven Touch Display äußerst bedienungsfreundlich und bietet mit der integrierten Ablaufsteuerung einen hohen Grad an Flexibilität für einfache bis hochkomplexe Fügevorgänge.

Die NC-Fügesysteme werden vorwiegend in der Automobil- und Zulieferindustrie bei verschiedensten Fertigungspro-zessen, zum Beispiel im Bereich der Getriebe-, Motor-, Chassis- oder Pumpenmontage, eingesetzt.

Das maXYmos NC bewertet und dokumentiert XY-Verläufe von Füge- und Einpressvorgängen in Verbindung mit den NC-Fügemodulen und dem dazugehörigen Servoverstärker IndraDrive. Anhand der Form von Messkurven kann die Qualität eines einzelnen Fertigungsschritts, einer Bau-gruppe oder des gesamten Produkts überwacht und über Sercos® III in Echtzeit, gesteuert werden. Damit lassen sich optimale Zykluszeiten bei höchster Wiederholgenau-igkeit realisieren. Ungeplante Stillstandzeiten werden mi-nimiert, die Maschinenverfügbarkeit gesteigert und damit die Produktivität des Fertigungsprozesses erhöht.

i Servotecnica S.p.A.

Schleifringe für Echtzeitkommunikation

Servotecnica ist ein Hersteller elektrischer Schleifringe für die Übertragung von Strom und Signalen mit hoher Datengeschwindigkeit. Der Kontakt, der auf Gold-zu-Gold-Technologie basiert, ermöglicht eine klare und verlässliche Kommunikation zwischen dem statischen und dem rotie-renden Teil.

Die breit gefächerte Palette kann alle Anforderungen des Marktes befriedigen: von kleinen Verbindern (Φ 12 mm) bis hin zu großen (Φ 400 mm); und auch IP67- und ATEX- Optionen sind erhältlich.

Servotecnicas Erfahrungen im Bereich der Bewegungs-steuerung ermöglichen, verschiedene Echtzeitbusse über

die Schleifringe zu übertragen, z. B. Sercos® III, Ethercat, EtherNet IP und Profinet; dabei arbeitet das Unternehmen mit den marktführenden Herstellern zusammen.

Die neue Übertragungstechnologie ermöglicht den Einsatz „hybrider“ Kabel für die Übertragung von Strom und Sig-nalen in einer einzigartigen Lösung, wodurch Überlagerun-gen und Störungen vermieden und hohe Leistungen und Lebensdauer garantiert werden.

Es gibt auch maßgeschneiderte Lösungen, wie z. B. den Einsatz spezieller Materialien und Behandlungen, Kabel oder Stecker und die Kombination des elektrischen mit fluidischen oder optischen Verbindern.

sercos sercos

Rheinstraße 15 | 65795 Hattersheim | Deutschland : +49 (0)6190 9907-0 | : +49 (0)6190 9907-50 | [email protected] | www.hilscher.com/de

Real-Time Ethernet Kit

Das Kit ist geeignet für Entwicklung und Testlabore sowie für Schulungszwecke. Es kann damit ein komplettes Kom-munikationssystem für alle real-time Ethernet Systeme aufgebaut werden.

Mit der enthaltenen netANALYZER-Karte kann die Perfor-mance und Funktion einzelner Systeme bzw. Systemkom-

ponenten nach der Ethernet II IEEE 802.3 Spezifikation analysiert werden.

Das Kit beinhaltet eine umfangreiche Dokumentation zum einfachen Schnellstart. Mit der cifX-PC-Karte und den NXIO-Geräten können Kommunikationsstrecken für real-time Ethernet Systeme mit Protokollen wie Sercos® realisiert werden.

i Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH


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i Impressum

Diese Demo zeigt unterschiedliche Automatisierungs- produkte, die mithilfe des Sercos® Automati- sierungsbusses verbunden sind, u. a. die Bosch

Rexroth XLC (eXtended Logic Control)-SPS, den IndraDrive Cs Servodrive, verschiedene E/A-Geräte (Inline, S20, S67 und VAM-Panel), die kompakte Sicherheitssteuerung SafeLogic und den hydraulischen Achsregler HNC100®-3X. Weitere Sercos-fähige Produkte wie ein pneumatisches Ventilsystem von Aventics, ein SSI-Gateway für Geber von Cannon-Automata, der Mehrfachkanal-Temperaturregler von Feller Engineering, die pneumatische Ventilinsel von Festo, ein Positioniersystem von halstrup-walcher, der Lau-mas Wägetransmitter von Rice Lake und ein programmier-barer Absolutwertgeber von TR-Electronics sind ebenfalls in die Demo integriert.

Cannon-Automata stellte eine neue programmierbare Steu-erung vor, die auf A2 PAC-Basis arbeitet und mit Intel Atom Dual-Core ausgestattet ist. Die Gerätefamilie A2 PAC kom-biniert die Vorteile einer PC-basierten Steuerung mit den typischen Funktionen von SPS und Bewegungssteuerung.

Ebenfalls ausgestellt wurde das AS-i 3.0 Sercos Gateway von Bihl+Wiedemann mit integrierter Sicherheitsüberwa-chung für CIP Safety on Sercos. Das Gateway kann ver-wendet werden, um Daten von Eingangs-Slaves sicher zu übertragen und Ausgangs-Slaves sicher über CIP Safety™ anzusteuern.

Peter Lutz, Geschäftsführer von Sercos International, hielt zudem einen Vortrag über die „Trends der Industriellen

Kommunikation für die Fabrik der Zukunft“. Ein Teil seines Vortrags beschäftigte sich mit dem konzeptionellen Ansatz der gemischten Netzwerkinfrastruktur, die die Integration von Maschinen in die Produktion vereinfacht. Gemäß dem Slogan „Weniger Kabel, weniger Komplexität, einfachere Integration von Maschinen“ hat Sercos International die-sen Ansatz in Zusammenarbeit mit der ODVA und der OPC Foundation entwickelt. Eine gemeinsame Netzwerk-

infrastruktur, in der Sercos Telegramme, Ethernet/IP Nach-richten, CIP Safety Nachrichten und TCP/IP Telegramme über ein einziges Kabel versendet werden, ermöglicht es Maschinenbauern und Nutzern, Kosten und Komplexität zu reduzieren. Gleichzeitig können sie weiterhin ihre be-vorzugten Produktlieferanten und Automatisierungsgeräte verwenden und von mehr als 1.000 Verbindungsoptionen profitieren.

HerausgeberSercos International e. V.Küblerstraße 173079 SüßenDeutschland

: +49 (0)7162 9468-65 : +49 (0)7162 [email protected]

Konzeption, Redaktion und GestaltungMILANO medien GmbHHanauer Landstraße 196A60314 Frankfurt am MainDeutschland

: +49 (0)69 4800054-0 : +49 (0)69 [email protected]

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Sercos®

EtherCAT Bridge

S3EC

Automata GmbH & Co. KG [email protected] www.cannon-automata.com

Tel. + 49 (0) 8233-7916 0FAX + 49 (0) 8233-7916 99

Sercos®- und EtherCAT- Slave mit IO-Profil (FSP-IO und DS-401)

Breite der synchronen Realtime-Daten einstellbar (32 - 2048 Byte)

asynchroner Datenkanal (SVC und CoE)

Standard Ethernet Kanal über zusätzliche RJ45-Buchse (UCC und EoE)

IEEE1588-Unterstützung

www.cannon-automata.com/S3EC_de

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F3

EthernetTCP/IP etc.

Sercos/EtherCAT-Bridge

RZ_automata_2014_04_S2E_sercos_news.indd 1 17.09.14 13:22


Sercos International stellte Multi-Vendor-Demo zur Industrial Automation North America (IANA) vorSercos International zeigte während der IANA in Chicago, IL, vom 8. bis 13. September 2014, eine Multi-Vendor-lnteroperabilitäts-Demo, die großen Anklang beim Publikum fand.

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Sicherheitstechnik von Bihl+Wiedemann

› Sichere Querkommunikation über Ethernet: die einfachste Art, viele Signale sicher zu koppeln

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› Universell erweiterbar mit Safety E/A Modulen + Standard E/A Modulen in IP20 oder IP67, Drehzahlwächtern für bis zu 40 Achsen, Safety Relaisausgangsmodulen

Mehr Infos zur Sicherheit Ihrer Anwendung unter:

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Sichere Querkommunikation über Ethernet

Safety Basis Monitor mit abschaltbarem AS-i Master - die neue Kostenbremse ab 3 sicheren Signalen

Mit unseren SafetyGateways nie wiedereinen Bus verpassen

sps ipc drivesMesse NürnbergHalle 7, Stand 20025.11.2014 – 27.11.2014

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die automatisierung - sercos

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