Die jährliche Präzisionsmesse, ist als Ort bekannt, an dem neue und fortschrittliche Techniken vorgestellt werden. Magnetic Innovations gehörte zu den Unternehmen, die ihre neueste Technologie vorstellten. Sie stellten ihren Moving Magnet VCA Controller (MMVCA-Controller) vor, der in Kombination mit ihrer Moving Magnet Voice Coil Actuator-Familie eine effizientere und benutzerfreundlichere Methode für kontrollierte lineare Bewegungen bietet.
Die Idee hinter der Steuerung stammt aus dem Markt, der traditionell von Pneumatik-, Hydraulik- oder Servolösungen dominiert wird und eine zunehmende Nachfrage nach verbesserten und einfacheren Methoden zur Steuerung linearer Bewegungen besteht. Der Kern dieses technologischen Durchbruchs liegt in der Einfachheit der Konfiguration und Bedienung.
Das Basissystem von Magnetic Innovations besteht aus dem MMVCA controller, einem Kabelsatz und einer Auswahl an Moving Magnet Aktoren aus der MMB-Serie. Diese Antriebe verfügen über ein eigenes Gleitlager und das Programm umfasst verschiedene Modelle, die je nach Hub und Kraft für die Anwendung ausgewählt werden.
Der MMVCA-Controller, nicht größer als eine große Streichholzschachtel, bietet eine beeindruckende Auswahl an Möglichkeiten, lineare Bewegungen auszulösen. Dieses System, das als Alternative zu pneumatischen, hydraulischen und komplexen linearen Servosteuerungen dient, zeichnet sich durch Benutzerfreundlichkeit und Effizienz aus.
Das am wenigsten auffällige, aber revolutionärste Detail dieser neuen Technologie ist die Verwendung einer lediglich 2-Draht-Verbindung zwischen der Steuerung und dem Aktuator. Über diese 2-Leiter-Verbindung werden alle relevanten Parameter wie Position, aktuelle Spannung, Strom, Kraft und Temperatur ermittelt. Alle diese Werte werden im Aktor selbst gemessen, unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur und -bedingungen, je nach Typ bis etwa 100 Grad Celsius. Dadurch können der Aktuator und der MMVCA-Controller in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden.
Die Konfiguration dieses Systems erfolgt einfach über eine PC-basierte Benutzeroberfläche, die über CAN-Bus mit der Steuerung kommuniziert. Ein intuitives Menü führt Benutzer durch den Prozess der Konfiguration, Inspektion, Abstimmung sowie des Ladens und Speicherns von Anwendungen. Mit dem MMVCA-Controller können Begrenzungen und Absicherungen wie Maximalstrom, Temperatur und Hub eingestellt werden, wobei ein Eingriff durch den Controller nach Wunsch möglich ist. Nach der Konfiguration kann der Controller problemlos eigenständig im Feld betrieben oder über drei digitale Eingänge bedient werden, was die Integration in neue und bestehende Anwendungen mit SPS-Steuerungen relativ einfach macht.
Zusätzlich zu den Konfigurationsoptionen bietet der MMVCA-Controller eine Reihe vorprogrammierter Bewegungen, die von Sinus- und Rechteckwellen bis hin zu Dreieckwellen- und Punkt-zu-Punkt-Bewegungen reichen. Dies ermöglicht die Ausführung sich wiederholender Aktionen/Bewegungen, wie z. B. Lebensdauertests, das Antreiben von Vibrationsbehältern oder das Ein- und Ausfahren von Sicherungsstiften.
Die Verschiebung des beweglichen Teils des Aktors (Mover) erfolgt über eine einstellbare S-Kurve, wodurch stufenförmige Kräfte und hochfrequente Stöße auf die Mechanik in der Anwendung vermieden werden. Die Positionierung erfolgt über einen geschlossenen Regelkreis in Kombination mit einer Positionsbestimmung, wobei die absolute Positionsgenauigkeit auf +/- 1 mm begrenzt ist. Es sind jedoch keine Endanschläge erforderlich, um die gewünschten Positionen zu definieren, und es besteht kein mechanischer Kontakt zwischen Beweger und Endanschlag. Dies führt regelmäßig zu übermäßigem Verschleiß und möglicherweise unerwünschter Belastung der Struktur bei pneumatischen Anwendungen. Die erforderliche Systemdämpfung kann über die MMVCA-Controller-Software präzise eingestellt werden, anders als bei modernen pneumatischen Pendants, wo dies über mechanisch einstellbare Drosseln erfolgt.
Standardmäßig in der Steuerung ist die Funktion der End Of Stroke (EOS)-Erkennung. Für zwei gewünschte Positionen kann eine Größer-als- und eine Kleiner-als-Position eingestellt werden, wobei zwei digitale Ausgänge geschaltet werden, um zu signalisieren, dass sich der Mover in diesem Teil seines Hubs befindet. Für diejenigen, denen dies nicht ausreicht, besteht die Möglichkeit, eine Auswahl von Echtzeitsignalen (einschließlich Position, Positionsfehler, Geschwindigkeit, Kraft, Temperatur usw.) über zwei 0…10-V-DC-Analogausgänge zu überwachen.
Der Verschleiß des Gleitlagers in den Aktuatoren von Magnetic Innovation ist im Vergleich zu pneumatischen Varianten, die bei hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen einen extremen Verschleiß der Dichtungen zeigen, sehr gering. Das Fehlen von Dichtungen in einem Schwingspulenaktuator mit beweglichem Magnet verringert auch das Risiko des Teileaustauschs vor Ort. Somit bietet diese Technologie zusätzliche Zuverlässigkeit und Haltbarkeit.
Die Langlebigkeit des Gleitlagers wird durch Lebensdauertests mit mehr als 35 Millionen Hüben bei Beschleunigungen von 9 G und Geschwindigkeiten bis 0,9 m/Sekunde untermauert.
Der MMVCA-Controller und die zugehörigen Aktoren zeichnen sich durch dynamische Anwendungen aus. Bei den kleinsten Antriebsvarianten sind sinusförmige Bewegungen bis 100 Hz möglich, bei größeren Typen kann problemlos ein Gesamthub von 10 mm bei 20 Hz erreicht werden.
Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Technologie besteht darin, dass der Beweger des Aktuators bei der Erzeugung von Kraft keine Wärme erzeugt, was zu minimalen thermischen Auswirkungen auf das zu bewegende Teil führt. Der VCA-Controller und der Aktuator verfügen über keine beweglichen Drähte, Kühlschläuche oder Sensorkabel, die Störkräfte erzeugen oder bei längerem Gebrauch ein Bruchrisiko darstellen können.
Die Einführung des Moving Magnet VCA Controllers von Magnetic Innovations verspricht eine neue Phase in der Welt der Linearbewegungstechnologie.
Für den schnellen Einstieg in dieses System bietet Magnetic Innovations eine Reihe von Evaluierungskits, an. Diese Kits umfassen den Controller und das HMI, einen Aktor, eine USB-zu-CAN-Schnittstelle und die notwendigen Verbindungskabel zum schnellen Einrichten einer Konfiguration.
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