Herausforderung: Klein, aber kraftvoll
Bild 02: Die Frequenzumrichter für die kleinen Fräsroboter-Varianten von Pipetronics befinden sich in einem mobilen Schaltschrank in der Größe eines kompakten Koffers. (Quelle: Pipetronics)
Bild 03: Fräsroboter, Schaltschrank und Kabeltrommel können flexibel an den jeweiligen Einsatzort transportiert werden. (Quelle: Pipetronics)
Bild 04: Der Frequenzumrichter SD4B überzeugt unter anderem durch seine kompakte Bauform und seine Regelgüte. (Quelle: Sieb & Meyer)
Pipetronics verwendet in seinen Fräsrobotern für den Hausanschlussbereich zwei unterschiedliche Motortypen, die beide über den gleichen Frequenzumrichtertyp angesteuert werden. Der kleinere Motor hat einen Durchmesser von nur 22 mm und ist gerade einmal 34 mm lang. Trotz seiner geringen Größe muss er eine Fräsleistung von rund 200 W erbringen. Der größere Motortyp liefert eine deutlich höhere Leistung und hat eine entsprechend höhere Stromaufnahme. „Die Herausforderung bestand darin, dass der Umrichter automatisch erkennen muss, welcher Motortyp angeschlossen ist, um ihn dann optimal zu betreiben“, erklärt Max Zuidberg, Projektingenieur bei Pipetronics. „Das war nicht trivial, insbesondere weil der kleinste Motor extrem kompakt ist und trotzdem zuverlässig arbeiten muss.“
Frühere Lösungen waren entweder überdimensioniert oder hatten Schwierigkeiten mit der Feinsteuerung der Motoren. Denn die bisher verwendeten Frequenzumrichter waren für die größeren 800-W-Motoren ausgelegt. Ihr Betrieb erfolgte mit Netzspannung. „Wir hatten Probleme mit der Auflösung der Regelung, da die internen Berechnungsmodelle nicht auf diese kleinen Motoren abgestimmt waren“, erinnert sich M. Zuidberg.
Pipetronics begann mit der Suche nach Alternativen und wurde bei Sieb & Meyer [2] fündig. „Nach kurzer Abstimmung stand uns im Juni 2024 ein Testumrichter zur Verfügung“, berichtet M. Zuidberg. „Mit dem haben wir unsere Motoren in Betrieb genommen und das hat auf Anhieb sehr gut funktioniert.“
Als vorteilhaft für diesen speziellen Anwendungsfall erwies sich unter anderem die kompakte Bauweise der Umrichter, die eine platzsparende Integration in den mobilen Schaltschrank ermöglichte (Bild 4). Auch der Betrieb mit Niederspannung führte im Vergleich zur vorherigen Lösung zu Verbesserungen: „Zuvor war der gesamte Fräsroboter auf 230-V-Wechselstrom ausgelegt, was regelmäßige DGUV-V3-Prüfungen erforderte“, erläutert M. Zuidberg. „Mit dem SD4B läuft das System jetzt auf maximal 90 V Gleichstrom und fällt in die Schutzklasse 3. Das bedeutet, dass wir bestimmte Sicherheitsprüfungen nicht mehr jedes Jahr durchführen müssen. Außerdem ist der Roboter jetzt insgesamt sicherer. Gerade, wenn bei Wartungsarbeiten das Gehäuse geöffnet wird, ist es ein enormer Vorteil, dass dort keine Netzspannung anliegt.“
Überraschend leise und effizient
Ein unerwarteter Pluspunkt der neuen Frequenzumrichter zeigte sich bereits bei den ersten Tests: Der Motor lief so leise, dass die Ingenieure bei Pipetronics zunächst dachten, er wäre noch gar nicht in Betrieb. „Erst als wir direkt hingeschaut haben, haben wir gesehen, dass er sich dreht“, erinnert sich M. Zuidberg. Das liegt an der Regelgüte der Geräte. „Unser alter Umrichter hatte eine Zwischenkreisspannung von 300 V – das war für einen 24-V-Motor viel zu hoch“, analysiert M. Zuidberg. „Mit dem SD4B läuft der Motor jetzt viel gleichmäßiger und leiser.“ Eine störungsfreie Signalübertragung ist ebenfalls gewährleistet: Der Einsatz eines Sinusfilters verhindert, dass das parallel verlaufende Bildsignal beeinträchtigt wird.
Nahtlose Integration und Remote Control
Last but not least lässt sich das System über die integrierten CAN-Bus- und Ethernet-Schnittstellen nicht nur einfach in bestehende Netzwerke integrieren, sondern auch komfortabel aus der Ferne warten. Die Konfiguration der Umrichter erfolgt einfach über die Software Drivemaster4 von Sieb & Meyer. M. Zuidberg lobt hier besonders die intuitive Bedienung: „Die Parametrierung gestaltet sich extrem anwenderfreundlich. Wir können verschiedene Parametersätze für unsere unterschiedlichen Robotertypen hinterlegen und einfach per Knopfdruck wechseln.“
Ein Feature, das vorher nicht eingeplant war, sich aber als echter Gewinn erwies, ist die Fernwartung via Ethernet. „Bei Problemen können wir jetzt einfach aus der Ferne auf den Umrichter zugreifen“, sagt M. Lämmerhirt. „Das spart uns und unseren Kunden viel Zeit, denn wir müssen nicht erst einen Techniker rausschicken.“
Fazit
Für Pipetronics war die Entscheidung für den Frequenzumrichter SD4B die Richtige. „Wir haben nach den ersten Testläufen gar nicht weiter nach Alternativen gesucht, weil es einfach gepasst hat“, fasst M. Zuidberg zusammen. „Die Zusammenarbeit mit Sieb & Meyer war reibungslos und unkompliziert. Und unsere Fräsroboter arbeiten mit den SD4B effizient, sicher und störungsfrei.“
Literatur
- Pipetronics GmbH & Co. KG, Stutensee: www.pipetronics.de
- Sieb & Meyer AG, Lüneburg: www.sieb-meyer.de