Stöber: Servoantriebe Prüfanlagen zuverlässig antreiben

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Individuell angepasste Maschinen zum Prüfen grosser Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen mit dem Durchlicht- und dem Impulsechoverfahren stattet der englische Hersteller Ultrasonic Sciences Limited (USL) mit kompletten Servoantrieben von Stöber aus.

Komponenten und Strukturen aus Verbundwerkstoffen in der Luft- und Raumfahrt sind sorgfältig zu prüfen. Wegen der Dimensionen – häufig haben die Bauteile mehrere Meter Kantenlänge – erfordert das speziell angepasste Prüfanlagen. Der Hersteller USL hat sich spezialisiert, solche Prüfanlagen individuell zu konstruieren und zu verwirklichen. Niko Bayer ist Technical Sales Manager bei USL. Während der Corona-Pandemie stand er vor der Herausforderung, geeignete Lieferanten zu finden, die verstehen, wie USL arbeitet. Sie sollten in der Lage sein, gemeinsam mit USL jede Maschine kundenspezifisch anpassen zu können. Dabei stiess Niko Bayer auf den Antriebstechniker Stöber UK. Er kontaktierte Martin Preece, den Leiter der Niederlassung. Als beide die Vorlaufzeiten besprachen, stellte der Sales Manager fest, dass diese deutlich kürzer waren als die von Marktbegleitern. Dies war genau die Art von Unterstützung, die er für sein Unternehmen benötigte, um wichtige Aufträge zu erfüllen.

Individuell gefertigt

Niko Bayer und seine Kollegen wurden mit der Konstruktion, dem Bau sowie der Installation einer zwölfachsigen Doppelturm- und einer elfachsigen Gantry-Anlage betraut. Beide sollen Komponenten aus Verbundwerkstoffen für Luft- und Raumfahrt prüfen. Niko Bayer erklärt: «Die individuell konstruierten Maschinen sind an die Anforderungen, Flexibilität und Skalierbarkeit der Anwendung angepasst. Sie sind genau, leistungsstark und mit speziellen Funktionen ausgestattet. Deswegen werden sie seriengefertigten Systemen vorgezogen.» Zum Antriebssystem erläutert er weiter: «Bei allen unseren automatisierten Prüfanlagen achten wir bei bewegungsbezogenen Komponenten wie Motoren auf Präzision, Auflösung, Drehzahlregelung, Drehmoment, Belastbarkeit, Kommunikationsschnittstellen, Sicherheitsmerkmale und Langlebigkeit.» Mechanische Systeme für automatisierte Ultraschall-Prüfanlagen sind häufig langen Nutzungszeiten, sich wiederholenden Bewegungen und regelmässigen Richtungswechseln ausgesetzt. Meist befinden sie sich auch in feuchten Umgebungen. Niko Bayer führt weiter aus: «Nachdem wir unsere Anforderungen mit Martin besprochen hatten, waren wir überaus zuversichtlich, dass Stöber uns genau das bietet, was wir für die Fertigung unserer Maschinen benötigen.»

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Komplexe Bauteile

Für diese speziellen Anforderungen wurden doppelseitige Maschinen für die gleichzeitige Durchlicht- und Impulsechoprüfung von Verbundwerkstoffteilen benötigt. Mit grossen Scan-Bereichen und einer Reihe spezialisierter Endeffektoren lassen sich mächtige und komplex geformte Komponenten umfassend prüfen. Dazu gehören unter anderem Flügelvorderkanten und Verkleidungen für Landeklappen. Alle strengen Anforderungen des Endanwenders an mechanische Genauigkeit und Ultraschall-Prüfung werden damit erfüllt.

Ausgeklügelte Antriebe

Martin Preece erklärt: «Um die anspruchsvollen Projektanforderungen erfüllen zu können, diskutierten wir verschiedene Komponenten von Stöber. Nach mehreren Gesprächen mit Niko Bayer und dem USL-Team konnten wir diese spezifizieren.» In die vorgesehenen Antriebssysteme liessen sich etwa Servoverstärker oder auch Triebstockverzahnung nahtlos integrieren. Linear- und Rotationsachsen werden mit Servomotoren der Baureihe EZ unterschiedlicher Leistungen und Abmessungen ausgeführt. Diese sind sehr kompakt und ermöglichen ein maximales Drehmoment in Kombination mit hoher Dynamik. Dazu kommen Antriebsregler der Baureihe SC6, unterschiedliche Servogetriebe, ausgewählt nach Steifigkeit und Präzision, sowie die One Cable Solution (OCS). Diese verbindet Motoren und Antriebsregler zuverlässig über bis zu 100 m Abstand.

«Unsere Motoren und Regler haben wir gemeinsam mit USL so dimensioniert und ausgewählt, dass die Leistung in Abhängigkeit der Antriebsart, also Triebstock-, Spindel- oder Direktantrieb, und je nach den spezifischen Anforderungen optimiert werden konnte», sagt Martin Preece. Niko Bayer und sein Team setzen häufig eine Kombination dieser Antriebe für unterschiedliche Achsen derselben Maschine ein, um die gewünschte Präzision und Zuverlässigkeit zu erreichen.

Gemeinsam optimiert

«Im Lauf der Jahre haben wir viele verschiedene Motoren und Antriebsregler von unterschiedlichen Lieferanten eingesetzt», berichtet Niko Bayer und ergänzt: «Mit Stöber erhalten wir die Auswahl, Präzision, Qualität und Zuverlässigkeit, die wir für den Bau unserer Maschinen benötigen. Unserer Erfahrung nach hat Stöber im Vergleich zum Wettbewerb durchgehend kürzere Vorlaufzeiten und eine bessere Termintreue.»

USL hatte in der Vergangenheit Motoren im Einsatz, die es ermöglichten, in Bezug auf die Reibung Werte für die Vorsteuerung über 100 Prozent umzusetzen. Indem sie die Auswirkungen der Reibung antizipieren und ihnen entgegensteuern, können Systeme mit dieser Funktion eine flüssigere, genauere Bewegung erzielen. Niko Bayer berichtet: «Bei der Besprechung dieser Thematik war Stöber sofort bereit, unsere Anforderungen mit dem Antriebsregler SC6 umzusetzen. Dies ermöglicht Vorsteuerungswerte bis zu 200 Prozent. Damit können wir unsere Maschinenachsen perfekt positionieren.»

Darüber hinaus liefert Stöber integrierte Servogetriebemotoren ohne Motoradapter. Dies vereinfacht die Installation – dank des kompakten Designs, des niedrigen Gewichts und der hohen Leistungsdichte. Zudem hat der Hersteller bei der Spezifikation von Maschinen beraten und unterstützt bei der Berechnung von Drehzahl, Drehmoment und Last. Individuell bereitgestellte Kabellängen sorgen für mehr Spielraum bei der Konstruktion grösserer Maschinen.

(kmu)

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