Met intelligentie naar meer efficiëntie: slimme servo-as met IIoT-functies

De slimme servo-as van Lenze bereikt tot 20% snellere cyclustijden. De oplossing toont ook zijn voordelen in de techniek.

Tekst en beeld Lenze

Lenze heeft zijn slimme servo-as ontworpen als een krachtbron met een hoge schaalbaarheid. De combinatie van i950 inverter, g700 planetaire tandwielkast en m850 synchrone motor dekt zowel zeer nauwkeurige positione­ringstaken als dynamische handling- en montagetoepassingen, robotica of conveyor oplossingen. Tegelijkertijd presenteert de i950 zich als een uitgebreide databron voor het Industrial Internet of Things (IIoT) en daarop gebaseerde servicemodellen – de slimme omvormer maakt het gebruik van extra sensoren overbodig.

Zowel power als brains

De aanpassing van verschillende taken en concepten in de industriële automatisering vereist enerzijds een hoge rekenkracht en anderzijds intelligente functies waarmee de eisen van Industrie 4.0 efficiënt kunnen worden geïmplementeerd. De Lenze i950 omvormer is precies voor deze eisen ont­worpen. Een voorbeeld hiervan is zijn ongewoon dynamische rekenprestaties. De geoptima­liseerde kinematica van de omvormer houdt rekening met zowel de aandrijfas zelf als het achterliggende controlepad. Dit betekent dat fouten en afwijkingen veel sneller worden verholpen dan met standaardomvormers op de markt. Hierdoor wordt de doelwaarde in minder tijd hersteld en is de afwijking van de normale werking van de servo-as slechts minimaal. Tijdens het gebruik loont dit zich dubbel en dik. Enerzijds is er de hoge precisie in de positionering. Aan de andere kant is er de hogere snelheid die behaald kan worden. Voor de gebruiker betekent dit een aanzienlijke prestatie- en efficiëntiewinst (tot 20% hogere cyclustijden), die niet ten koste gaat van een lagere kwaliteit, maar gepaard gaat met betere resultaten.

Informatiecentrum voor IIoT

Toekomstgerichte fabrieksautomatisering moet rekening houden met de ontwikkeling naar het IIoT. Maar waar komen de benodigde gegevens vandaan? Bij het gebruik van extra sensoren komt veel kijken: bekabeling en besturingssystemen worden complexer, de plannings- en installatiekosten stijgen, net als de kosten voor materiaal en onderhoud. Lenze laat zien dat er een andere manier is. Intelligent gebruik van de reeds beschikbare gegevens van de servo-as maakt extra componenten overbodig. In plaats daarvan wordt de aandrijving zelf een sensor die de basis legt voor diensten zoals conditiebewaking. De Lenze ontwikkelingsdeskundigen adviseren hun partners over het opsporen van riemspanning, wrijving en inertieafwijkingen in bestaande gegevens en over het genereren van rendabele nieuwe servicemodellen op basis van deze gegevens.

Gemakkelijk naar de cloud

Gegevensverwerking voor conditiebewaking en predictief onderhoud kan worden uitgevoerd door de krachtige i950 gekoppeld aan de edge. IIoT betekent echter ook netwerken buiten de individuele machine om, bijvoorbeeld om verschillende systemen samen te monitoren, verschillende locaties centraal te onderhouden of te benchmarken. Dergelijke complexere taken worden meestal afgehandeld via cloudservices die het gebruik van machine learning en artificiële intelligentie mogelijk maken. Met de x500 gateway, in combinatie met het X4 Remote platform, ontvangen machinebouwers een kant-en-klare cloudoplossing die continue conditiebewaking, machineonderhoud op afstand en gebruiks­vriendelijk assetmanagement omvat. OEM’s en gebruikers zijn vrij om de cloudaanbieder te kiezen om hun IIoT-platform te bouwen.

Eenvoudige koppeling aan het netwerk

Lenze voldoet ook aan de eisen van de machine­bouw als het gaat om bekabeling. De gestandaardiseerde One-Cable-Technology (OCT) vereenvoudigt het ontwerp van de machine verder. In plaats van afzonderlijke voedings- en datalijnen is slechts één enkele aansluiting nodig. Het open motor­feedbackprotocol geeft de motor­gegevens digitaal door. In het geval van Lenze’s MCS en m850 serie aandrijvingen stuurt het ook het encodersignaal en de motortemperatuur door. Dit maakt deel uit van het ‘drive as sensor’ concept, omdat resolvers en motortemperatuursensoren hier kunnen worden weggelaten. Minder bedrading verlaagt de materiaalkosten en bespaart ruimte in de schakelkast. Bovendien worden de potentiële bronnen van fouten gereduceerd: verbindings- en bedradingsgerelateerde storin­gen komen minder vaak voor en het vinden van de oorzaak is eenvoudiger omdat er minder opties hoeven te worden getest.

Conclusie

De gebruiker vraagt om intelligentere en flexibelere machines. Omdat de efficiëntie tegelijkertijd moet toenemen, leidt een constante opwaardering – meer sensoren, meer interfaces, meer rekenkracht – niet tot het doel. Het antwoord van Lenze is: meer prestaties ondanks minder complexiteit, meer data ondanks minder hardware, betere diensten door meer intelligentie en consistente oriëntatie op toekomstbestendige technologieën zoals IIoT. De slimme servo-as als sterk motion control element in het Lenze-automatiseringssysteem combineert verschillende benaderingen die tijd- en kostenvoordelen opleveren voor de OEM en tegelijkertijd de productiviteitsdoelstellingen van de gebruiker ondersteunen.