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ServoSPATZ+ M400 / M600 / M800 Technologiesteuerung


Die ServoSPATZ+ Technologiesteuerung ist eine 1 000 Hz-Mittelfrequenz-Inverterstromquelle mit integrierter Servoantriebsteuerung. Sie ist in ihrem Funktionsumfang speziell auf die Anforderungen der automatisierten Serienfertigung im Automobilrohbau ausgerichtet. Die SPATZ+ M400/M600/M800 Steuerung ist modular aufgebaut und kann durch Servodrive-Erweiterungskarten für den Betrieb von bis zu zwei servoelektrischen Schweißzangen konfiguriert werden. In Verbindung mit externen Mittelfrequenztransformatoren und bürstenlosen Servomotoren mit Spindelantrieb stellt der ServoSPATZ+ eine leistungsstarke und kostengünstige Lösung für Widerstandsschweißsysteme im Schweißstrombereich von 3 kA bis 65 kA dar. Sowohl Steuerung als auch Mittelfrequenz-Inverter befinden sich in einem kompakten IP20 Gehäuse, das für eine kostengünstige Schaltschrankmontage ausgelegt ist.

Prozesstechnisch vorteilhaft ist die Integration der Antriebe in die Schweißsteuerung. Sie ermöglicht zusätzlich eine durch den Schweißprozessverlauf bestimmte Regelung der Elektrodenkraft, des Elektrodenwegs und der Ausgleichskraft. Weiterhin ist durch die integrierte Kraft- und Wegmessung eine Optimierung der Zangenschließ- und Kraftaufbauzeiten möglich. Die Leistungsendstufen der beiden Antriebsachsen verfügen bei einer Zwischenkreisspannung von 560 V über einen Spitzenstrom von 32 A für den Elektrodenkraftantrieb und den Schweißzangenausgleich.

Jede Schweißung wird während des Schweißvorganges im Raster von 0,5 ms geregelt. Als Prozessregelung wird das adaptive ServoMASTER- bzw. AluMASTER-Regelverfahren eingesetzt. Konstant-Strom-Regelung (KSR), Konstant-Leistungs-Regelung (KLR) und Konstant-Spannungs-Regelung (KUR) stehen ebenso zur Verfügung. Der Regelvorgang der Servoantriebe erfolgt bei 8 kHz. Bei Abweichungen wird während des laufenden Schweißprozesses eine Leistungsanpassung vorgenommen.

Die ServoSPATZ+ Technologiesteuerung kann optional über einen 2-Draht-Bus mit dem an der Schweißzange bzw. Schweißmaschine montierten ServoSPATZ+GM Zangenmodul verbunden werden. Im Zangenmodul werden dann die Sensorsignale für den Schweißstrom, die Elektrodenspannung und ggf. für die Elektrodenkraft oder den Elektrodenweg vorverarbeitet. Außerdem werden die Encodersignale der Servomotoren verarbeitet und zusammen mit den Sensorsignalen über den 2-Draht-Bus zur ServoSPATZ+ Technologiesteuerung übermittelt. Damit wird die insbesondere bei Servoantrieben erforderliche große Anzahl von Signalleitungen minimiert und die Störanfälligkeit reduziert.

Die für den Betrieb einer Schweißzange erforderlichen Informationen werden in einem in das ServoSPATZ+GM Zangenmodul integrierten Datenspeicher, dem intelligenten Schweißzangenidentifikationssystem MASDAT, gespeichert. Jedes Einschalten des Systems oder Wechseln der Schweißzange führt zur automatischen Datenübertragung an die Technologiesteuerung. Damit werden die für den Betrieb einer Schweißzange erforderlichen Schweißprogrammdaten, MASTER-Referenzkurven, Motorkennwerte, Geometriedaten sowie weitere Wartungs- und Maschineninformationen im ServoSPATZ+GM Zangenmodul gespeichert. Jede mit dem Zangenidentifikationssystem ausgerüstete Servozange oder Maschine kann damit an jeder Technologiesteuerung betrieben werden, ohne dass eine erneute Inbetriebnahme erfolgen muss. Die Schweißzangen können "offline" vom Zangenhersteller oder der Instandhaltung programmiert werden, so dass eine Schweißparameterfindung in der Linie entfallen kann.

Zur schnellen E/A-Kommunikation mit übergeordneten Betriebsmittelsteuerungen (z.B. Roboter-Steuereinheit oder Linien-SPS) steht eine Feldbus-Erweiterungskarte zur Verfügung. Alternativ sorgen 16 zusätzliche digitale Eingänge und 11 Ausgänge des ServoSPATZ+ E/A-Moduls für einen zuverlässigen Datenaustausch über Standardprotokolle mit 24 V DC-Signalen.

Die Online-Programmierung, -Analyse und -Diagnose ist das Bindeglied zwischen Produktion, Qualitätskontrolle und Prozesstechnik. Über die USB-Schnittstelle werden mittels Notebook und der PC-Software SPATZStudio weitere detaillierte Informationen zugänglich. Die Ethernet-Schnittstelle ermöglicht in Verbindung mit der Linien-PC-Software SPATZStudioNET die Vernetzung aller Schweißoperationen mit einem Linien- bzw. Hallenrechner und eine permanente Datenspeicherung.

Technische Daten  
Typ ServoSPATZ+ M400 / M600 / M800
Schweißpunktanwahl 64 Bit
Anzahl der Programme 1024
Schweißimpulse / Programm 16
Regelverfahren MASTER, ServoMASTER
AluMASTER, KSR, KLR, KUR
Kraftprogramm ja
Sensorüberwachung ja
Grenzwertüberwachung ja
NUGGETIndex ja
automatische Grenzwertermittlung ja
Elektrodenfräserkontrolle ja
Schweißdatenrekorder ja
Schnittstellen USB, PROFIBUS-DP, INTERBUS-S,
PROFINET, ETHERNET
Schweißinverter
Versorgungsspannung U1 3~400 V - 480 V, 50/60 Hz
Nennleistung SN 140 - 150 kVA bei 20 % ED, 400 V
90 kVA bei 50 % ED, 400 V
Ausgangsspannung U2N 500 V / 1 000 Hz, 400 V
Ausgangsstrom I2max 450 A, 650 A, 850 A
Versorgungsspannung DC 24 V DC / 5 A
Antriebsachsen max. 2
Kühlung Wasserkühlung oder Luftkühlung
(Temperatur Umgebungsluft max. 50 °C)
Schutzart IP20
Abmessungen (H x B x T) 390 x 200 x 345 mm
Gewicht 20 kg / 21 kg / 22 kg
Servomodule SPATZ+SPM für Elektrodenkraft und Ausgleichsmotor
Zwischenkreisspannung U2N 560 V
I2N 10 A
I2max 32 A
I/O Modul SPATZ+
Digitale Eingänge / Ausgänge 16 / 11
Analoge Ausgänge -10 V bis 10 V 1 / 1

 

Anschlussoptionen