Magnetbestückung der Rotoren von Synchron-Servomotoren

Automatisierungstechnik für
die Motormontage

SEW-Eurodrive bestückt in seiner eigenen Fertigung die Rotoren von Synchron-Servomotoren automatisch mit Permanentmagneten. Zum Einsatz kommt dabei eine Rotorbestückungsanlage von IEF-Werner, die mit Komponenten des neuen Automatisierungsbaukastens Movi-C ausgestattet wurde. Dadurch lässt sich die Anlage passgenau in die Produktionsprozesse integrieren.

An vier Stationen erfolgen das Laserreinigen, die Be- und Entladung, Klebstoffdosierung, Magnetbestückung und die Magnetzuführung (v. l.). (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

An vier Stationen erfolgen das Laserreinigen, die Be- und Entladung, Klebstoffdosierung, Magnetbestückung und die Magnetzuführung (v. l.). (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

Aufgrund ihrer guten physikalischen Eigenschaften stellen permanenterregte Servoantriebe eine sinnvolle Alternative zu Drehstrom-Asynchronmotoren dar. Zu den Vorteilen gehören die hohe Leistungsdichte, große Motormomente – bereits ab Drehzahl Null – sowie eine hohe Überlastfähigkeit und gute Wärmeabführung über die Oberfläche des Motors. Diese Motorenart hat nur geringe Rotorverluste, weil Permanentmagnete aus seltenen Erden das Magnetfeld erzeugen. Geringe Rotorträgheit und sehr hohe Dynamik sind kennzeichnende Merkmale permanenterregter Servomotoren. Aufgrund dreiphasiger sinusförmiger Ansteuerung und hochauflösender Geber haben sie auch bei niedriger Drehzahl eine gute Rundlaufgüte und sind zudem praktisch wartungsfrei. SEW-Eurodrive fertigt mit der CMP..-Baureihe hochdynamische Servomotoren mit sehr kompakter Bauform. In sieben Baugrößen decken sie bis zu 320Nm Spitzendrehmoment ab. Die Baureihe CM umfasst synchrone Servomotoren mit hoher Leistungsdichte für mittlere dynamische Anwendungen. Die Motoren weisen optimale Regeleigenschaften auf für nahezu jede Massenträgheit. Eine optionale Motorvariante stellt die CMPZ..-Serie dar, mit zusätzlicher Rotorträgheit für alle Anwendungen mit hohen Lastträgheitsmomenten. Auch die Motoren der Movigear-Produktfamilie sind mit Permanentmagneten ausgestattet.

Der Rotor wird in eine bewegliche Aufnahme mit zwei Dornen eingehängt. Er steht unten auf dem Wellenbund und wird oben gehalten. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

Der Rotor wird in eine bewegliche Aufnahme mit zwei Dornen eingehängt. Er steht unten auf dem Wellenbund und wird oben gehalten. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

Konstruktion von Synchronmotoren

Das Arbeitsprinzip von permanenterregten Synchronmotoren besteht in der Wechselwirkung zwischen dem sinusförmigen Drehfeld, das in den Stator der Maschine eingespeist wird und dem Magnetfeld des Rotors. Hierfür werden Permanentmagnete aus seltenen Erden wie NeFeB (Neodym-Eisen-Bor) verwendet. Die Magnetisierung erfolgt erst nach der Montage der Magnete auf dem Rotor. Dabei richten die Materialien ihre magnetischen Momente parallel zum äußeren Magnetfeld aus. Der Faktor der Flussdichteerhöhung im Vergleich zum leeren Raum wird durch die magnetische Permeabilität (magnetische Leitfähigkeit) beschrieben. Ein Rotor besteht grundsätzlich aus der Rotorwelle und dem Blechpaket. Im Querschnitt hat er die Form eines Vielecks mit geraden Außenflächen, auf die die Magnete aufgeklebt und später magnetisiert werden.

CMP..-Motoren treiben ein Handling-Portal an, das die Magnete aus Blistern entnimmt und aneinandergereiht auf das Stauförderband legt. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

CMP..-Motoren treiben ein Handling-Portal an, das die Magnete aus Blistern entnimmt und aneinandergereiht auf das Stauförderband legt. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

Automatische Rotorbestückung

Wie die meisten industriellen Prozesse erfolgt auch die Montage von Synchronmotoren heutzutage weitgehend automatisch. Ein zentraler Prozessschritt ist das Aufkleben bzw. Montieren der Permanentmagnete auf den Rotor. Bei dieser Aufgabe arbeitet SEW-Eurodrive schon seit längerem mit Unternehmen IEF-Werner zusammen. Die aktuelle Rotorbestückungsanlage am Standort Graben-Neudorf wurde mit neuer Antriebs- und Automatisierungstechnik aus dem SEW-Baukasten Movi-C gebaut. Kernstück der Maschine ist ein Rundschalttisch mit vier Positionen, die jeweils um 90° versetzt sind. An der ersten Position wird der Rotor in eine bewegliche Aufnahme mit zwei Dornen eingespannt. Er steht unten auf dem Wellenbund und wird oben, am Wellenspiegel, gehalten. Das Einspannen kann per Hand erfolgen oder mit Hilfe eines Handling-Roboters.

In der Maschine wurden die kompakten Doppelachsmodule des Mehrachsantriebssystem Movidrive modular verbaut. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

In der Maschine wurden die kompakten Doppelachsmodule des Mehrachsantriebssystem Movidrive modular verbaut. (Bild: SEW-Eurodrive GmbH & Co KG)

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