Die Technologiesteuerung ServoSPATZM600LL/M600LW ist eine 1 000
Hz-Mittelfrequenz-Inverterstromquelle mit integrierter Servoantriebsteuerung. In Verbindung
mit externen Mittelfrequenztransformatoren und bürstenlosen AC- oder DC-Servomotoren mit
Spindelantrieb stellt der ServoSPATZM600LL/M600LW eine leistungsstarke
und kostengünstige Lösung für Widerstandsschweißsysteme im Schweißstrombereich von 3 kA
bis 30 kA dar. Die Leistungsendstufen der beiden Antriebsachsen verfügen bei einer
Zwischenkreisspannung von 560 V über einen Spitzenstrom von 17,5 A für den
Elektrodenkraftantrieb und den Schweißzangenausgleich. Der
ServoSPATZM600LL/M600LW ist in seinem Funktionsumfang speziell auf die
Anforderungen der automatisierten Serienfertigung im Automobilrohbau ausgerichtet.
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 Kraft- und Wegmessung eine Optimierung der Zangenschließ- und Kraftaufbauzeiten möglich.
Jede Schweißung wird während des Schweißvorganges geregelt. Der Regelvorgang der Schweißstromquelle erfolgt schnellstmöglich im Zeitraster der 1 kHz Mittelfrequenz. Jede 0,5 ms wird der Vergleich zwischen Istwerten und Sollwerten durchgeführt. Der Regelvorgang der Servoantriebe erfolgt bei 16 kHz Taktfrequenz alle 125 µs. Bei Abweichungen wird während des laufenden Schweißprozesses eine Leistungsanpassung vorgenommen. Als Prozessregelung wird das adaptive Servo-MASTER-Regelverfahren eingesetzt. Konstant-Strom-Regelung (KSR), Konstant-Leistungs-Regelung (KLR) und Konstant-Spannungs-Regelung (KUR) stehen ebenso zur Verfügung.
Die ServoSPATZM600LL/M600LW Technologiesteuerung ist über einen 2-Draht-Bus mit dem an der Schweißzange bzw. Schweißmaschine montierten ServoSPATZGM1 Zangenmodul verbunden. In diesem Zangenmodul werden die Sensorsignale für den Schweißstrom, die Elektrodenspannung und ggf. für die Elektrodenkraft oder den Elektrodenweg vorverarbeitet. Außerdem werden die Resolversignale 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 ServoSPATZGM1 Zangenmodul integrierten Datenspeicher, dem intelligenten Schweißzangenidentifikationssystem MASDAT, gespeichert. (EU Patent No. 0947279B1, US-Patent 6,072,146).
Jedes Einschalten des Systems oder Wechseln der Schweißzange führt zur automatischen Datenübertragung an die Technologiesteuerung.
Damit werden die für den Betrieb einer speziellen Schweißzange erforderlichen Schweißprogrammdaten, MASTER-Referenzkurven, Motorkennwerte, Geometriedaten sowie weitere Wartungs- und Maschineninformationen im ServoSPATZGM1 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 "off-line" vom Zangenhersteller oder der Instandhaltung programmiert werden, so dass eine Schweißparameterfindung in der Linie entfallen kann.
Sowohl Steuerung als auch Mittelfrequenz-Inverter des ServoSPATZM600LL/M600LW befinden sich in einem kompakten, insgesamt 36,6 kg schweren IP20 Gehäuse, das für eine kostengünstige Schaltschrankmontage ausgelegt ist.
Zur schnellen E/A-Kommunikation mit übergeordneten Betriebsmittelsteuerungen - z.B. Roboter-Steuereinheit oder Linien-SPS - ist ein PROFIBUS-DP Interface vorhanden. Alternativ sorgen 24 zusätzliche digitale Eingänge und 16 Ausgänge des ServoSPATZ I/O-Moduls für einen zuverlässigen Datenaustausch über Standardprotokolle mit 24 V DC-Signalen. Zusätzlich stehen an diesem Modul jeweils ein analoger Ein- und Ausgang zur Verfügung.
Die Online-Programmierung, -Analyse und -Diagnose ist das Bindeglied zwischen Produktion, Qualitätskontrolle und Prozesstechnik. Drei Möglichkeiten stehen zur Verfügung. Das handliche, grafische Bediengerät SPATZBG-02 erfüllt die Anforderungen des Einsatzes unter rauen Produktionsbedingungen. Über die ServoSPATZ RS232-Schnittstelle werden mittels Notebook und der PC-Software ServoSTUDIO weitere detaillierte Informationen zugänglich. Die Ethernet-Schnittstelle ermöglicht in Verbindung mit der Linien-PC-Software ServoSTUDIONET die Vernetzung aller Schweißoperationen mit einem Linien- bzw. Hallenrechner.
Durch die Darstellung der Prozesssignale Schweißstrom, Elektrodenspannung, Leistung, Elektrodenkraft und Elektrodeneindringtiefe erhält der Schweißexperte die wichtigen Informationen über den Schweißprozess, die er zum Einstellen der Schweißparameter benötigt. Die aufgezeichneten Werte der Schweißungen und die grafische Darstellung der Messwerttendenzen sind sowohl für das Bedienpersonal als auch für die Instandhaltung ein wertvolles Hilfsmittel zur Sicherstellung der Schweißpunktqualität.
Alle 8 000 Schweißdatensätze des Schweißdatenrekorders, der in jedem ServoSPATZM600LL/M600LW integriert ist, können mit den Bedieneinheiten ausgelesen und gespeichert werden. Jeder Datensatz enthält neben den Messwerten auch einen Zeitstempel und Informationen über Grenzwertüberschreitungen und Fehlerstatus. Eine permanente Datenspeicherung ist mit der Linien-PC-Software ServoSTUDIONET möglich.
Eine Offline-Analyse der Schweißdatensätze mit der SPATZQS PC-Qualitätssicherungssoftware oder Standard-Programmen wie Tabellenkalkulationsprogrammen zeigen der Qualitätskontrolle den gegenwärtigen Prozessstatus und die Prozessentwicklung.
| Technische Daten | |
|---|---|
| Typ | ServoSPATZM600LL/M600LW |
| Schweißpunktanwahl | 28 Bit (max. 268.435.456 Punkte) |
| Anzahl der Programme | 127 |
| Schweißimpulse / Programm | 16 |
| Regelverfahren | MASTER, Servo-MASTER KSR, KLR, KUR |
| Kraftprogramm | ja |
| Sensorüberwachung | ja |
| Grenzwertüberwachung | ja |
| NUGGETIndex | ja |
| automatische Grenzwertermittlung | ja |
| Elektrodenfräserkontrolle | ja |
| Schweißdatenrekorder | ja |
| Schnittstellen | BG-02, RS-232, GM-BUS, PROFIBUS-DP, Ethernet |
| Schweißinverter | |
| Versorgungsspannung U1 | 3~400 V - 500 V, 50/60 Hz |
| max. Leistung Smax | 300 kVA bei 400 V |
| Nennleistung SN | 150 kVA bei 20 % ED, 400 V 90 kVA bei 50 % ED, 400 V |
| Ausgangsspannung U2N | 500 V / 1 000 Hz |
| Ausgangsstrom I2max | 650 A |
| Versorgungsspannung DC | 24 V DC / 5 A |
| Antriebsachsen | 2 |
| Servomodul ServoSPATZSM für Elektrodenkraft | |
| Zwischenkreisspannung U2N | 560 V |
| I2N | 10 A |
| I2max | 17,5 A |
| Servomodul ServoSPATZSM für Ausgleichmotor | |
| Zwischenkreisspannung U2N | 560 V |
| I2N | 10 A |
| I2max | 17,5 A |
| I/O Modul ServoSPATZIO-24-16 | |
| Digitale Eingänge | 24 |
| Digitale Ausgänge | 16 |
| Analoge Eingänge -10 V bis 10 V | 1 |
| Analoge Ausgänge -10 V bis 10 V | 1 |
| Kühlung ServoSPATZM600LL | Luftkühlung Temperatur Umgebungsluft max. 40 °C |
| Kühlung ServoSPATZM600LW | Wasserkühlung 2 l/min bei 20 °C - 25 °C, max. 10 bar |
| Druckabfall | < 150 mbar bei 12 l/min |
| Schutzart | IP20 |
| Abmessungen (H x B x T) | 300 x 390 x 340 mm |
| Gewicht | 36,6 kg |
|
