Stefan Hecht, Baumüller Nürnberg GmbH
2024-08-21T14:21:03+02:00
SmartValue
Baumüller

Smart Protection: Probleme mit der Motorenauslegung?! – Simulation hilft!

Baumüller SmartValue
Holen Sie mit IoT mehr aus Ihrer Antriebstechnik raus: Baumüller SmartValue steht für den Mehrwert, den intelligente Antriebstechnik für Maschinenbau und Maschinenbetreiber bietet. Mit?Baumüller SmartValue erweitern wir den Leistungsumfang unserer Servoantriebe: Auf Basis der schon vorhandenen Daten wie Leistung, Strom, Drehmoment, Drehzahl oder Position werden dem Anwender weitere wichtige Informationen z.B. zum Betriebszustand der Maschine geliefert oder direkt im Antrieb Entscheidungen getroffen, um Maschinenausf?lle zu vermeiden. Das gleiche gilt für die zugeh?rige Auslege-Software: Mit ihr wird die Motor-Regler-Kombination optimal für die jeweilige Applikation dimensioniert und die Regler parametriert. Darüber hinaus kann über Simulation die Auslegung sofort am digitalen Zwilling verifiziert und direkt optimiert werden.

Das Problem

Das empfohlene Lasttr?gheitsverh?ltnis liegt bei 1:10, d.h. das Tr?gheitsmoment der Last sollte typischerweise maximal zehnmal so gro? sein wie das des Motors. Im konkreten Beispiel ist das Tr?gheitsmoment des Drehtellers 500 Mal gr??er als das des Motors.

Die Herausforderung

Use Case 5: Auslegung eines Drehtellers

Wenn das Lasttr?gheitsverh?ltnis überschritten wird, muss h?ufig ein gr??erer Motor mit h?herem Tr?gheitsmoment genutzt werden, obwohl die h?here Leistung gar nicht ben?tigt wird. Ein solcher Sicherheitspuffer war n?tig, um bei der Inbetriebnahme keine unliebsame ?berraschung zu erleben.

Die L?sung

ProSimulation bietet die M?glichkeit das Antriebsverhalten schon in der Konstruktionsphase realit?tsnah zu testen. Der Kunde stellte hierfür das geforderte Bewegungsprofil und die mechanischen Daten der Mechanik zur Verfügung. Auf Basis dieser Daten konnte ein Simulationsmodell erstellt werden.
Damit konnte das Antriebsverhalten bewertet werden – obwohl die Maschine noch gar nicht existiert.

Simulationsmodell des Drehtellers

Mithilfe der integrierten FFT-Analysefunktion wurde die Mechanik bewertet, die charakteristische Eigenfrequenz erkannt und die entsprechenden Filtereinstellungen im Datensatz vorgenommen.

Positionssollwert (gelb), Positionsistwert (grün) und Schleppfehler (magenta) w?hrend eines Positioniervorgangs

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass aufgrund der mechanisch sehr steifen Anbindung des Drehtellers an den Motor und der damit verbundenen hohen Eigenfrequenz, die geforderte Dynamik und Genauigkeit trotz des hohen Lasttr?gheitsverh?ltnisses erreicht wird.

Die Simulation hat eine pr?zise Motordimensionierung erm?glicht. Der Kunde profitiert also von einem kosten- und bauraumoptimierten Antriebssystem. Und ganz nebenbei wurde die Optimierung des Antriebs bereits virtuell durchgeführt, was wertvolle Inbetriebnahmezeit an der realen Anlage spart.

Haben Sie noch Fragen?

Stefan Hecht
Simulation I Baumüller Nürnberg GmbH