Schunk Electronic Solutions ist Hersteller von Lineareinheiten und Maschinenbauer für diverse Anwendungen, in denen Linearmotoren zum Einsatz kommen. Bei den Nutzentrennern für Leiterplatten kommt es auf hohe Präzision und Prozesssicherheit beim Fräsen und Sägen der teils winzigen Leiterplattenelemente an. Die Positionierung von Werkstück und Fräser muss absolut exakt sein. Dafür sorgen die absoluten magnetischen Messsysteme MagLine von Siko. Die bisherige Fertigungssituation beschreibt Stefan Weiner, Entwicklung Antriebstechnik bei Schunk Electronic Solutions: „In unseren Nutzentrennmaschinen arbeiten wir mit einer Siemens-Steuerung, die auf der Siemens-eigenen Drive-CLiQ-Schnittstelle basiert. Das bisherige Messsystem war jedoch damit nicht kompatibel, da es auf SSI-Technik basiert.“
Schunk suchte nach einer kostengünstigeren und einfacheren Lösung. Mit Siko als Partner wurde die Sensorlösung auf Basis der Siemens-Schnittstelle Drive-CLiQ entwickelt. Das Besondere daran ist die SIL-Fähigkeit. Die Schnittstelle erlaubt es, geforderte Sicherheitsfunktionen zu realisieren. Das Ergebnis der Weiterentwicklung ist der Magnetsensor MSA111C mit Drive-CLiQ-Funktion, der SIL2-zertifiziert ist. „Ein Alleinstellungsmerkmal“, so Andreas Wiessler, Leiter der Business Unit MagLine. „Wir haben einen absolut messenden Magnetsensor in offener Bauweise entwickelt, d. h. bei dem Maßstab und Elektronik mechanisch komplett entkoppelt sind, der über eine Sicherheitszertifizierung verfügt.“ Und der Einsatz hat für Schunk den gewünschten Effekt: Zum einen konnte so eine deutliche Kostenersparnis erzielt werden. Zum anderen erleichtert die integrierte Drive-CLiQ-Funktion die Inbetriebnahme des Sensors und die Kommunikation. Alle Drive-CLiQ-Teilnehmer werden vom Umrichter erkannt und im System automatisch angelegt, während die SSI-Schnittstelle zuvor von Hand konfiguriert werden musste.
Magnetsensor mit Safety-Zertifizierung
Der Magnetsensor übernimmt wichtige sicherheitsrelevante Funktionen in der Anwendung, die Überwachung von Position und Geschwindigkeit. Dabei kommt er an verschiedenen Stellen der Nutzentrennmaschine zum Einsatz, zunächst zur Positionsbestimmung der Werkstückträger. Die Maschine besteht aus zwei Shuttlesystemen, in denen die Werkstückträger auf jeweils einer Linearachse befestigt sind. Diese Achse besteht aus einem X-Profil, auf denen die Führungsschlitten für die Werkstückträger laufen. Die Nutzenleiterplatten mit den maximalen Abmessungen von 350 mm Breite und 430 mm Länge werden manuell auf die Werkstückträger aufgelegt. Die Linearachse befördert den Werkstückträger mit dem Nutzen unter den Fräskopf. Dort übernimmt die Achse die Bearbeitungsbewegungen des CNC-Programms in Y-Richtung. Der Fräskopf ist auf einem weiteren Linearmotor befestigt, der die X-Richtung des CNC-Programms übernimmt. In beiden Achsen befindet sich zur Positionsbestimmung des Laufschlittens an der Seite des X-Profils eine Nut mit dem eingeklebten absolut kodierten Magnetband. Der Sensorkopf selbst sitzt im Laufschlitten, der über die Laufführung mit dem Band fährt, die Positionen abtastet und das Signal an die übergeordnete Steuerung weitergibt. Infrage für diese Anwendung kam aufgrund der Sicherheitsanforderung ausschließlich ein absolut messender Sensor, der zu jeder Zeit an jeder Position den Ist-Wert erfassen kann – auch im stromlosen Zustand. Beim Einschalten der Maschine wird sofort die Ist-Position erkannt, und man erspart sich damit Referenzfahrten, wie sie oft erforderlich sind.
