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Spindelantrieb (Projekt „Spindle 2 axis.szp“) Aufgabe:

Eine Kunststoffbearbeitungsmaschine mit je einem vertikalen und horizontalen

Spindelantrieb soll projektiert werden. Der 2-achsige Antrieb soll als Mehr-

achsantrieb mit einer ungeregelten Einspeisung ausgeführt werden.

Erläuterung: Folgende Daten sollen eingesetzt werden:

- Netz: 400 V, 50 Hz

- Umgebungstemperatur 40 °C, Aufstellhöhe 1000 m (Motor und Leistungsteile)

Vertikalantrieb:

- Gesamte zu hebende Masse mges = 116 kg

- Spindeldurchmesser D = 0,04 m

- Spindelsteigung h = 0,01 m

- Spindellänge l = 1,2 m

- Spindelwirkungsgrad ηSp = 0,95

- Trägheitsmoment der Spindel (lt. Hersteller) JSp = 0,00205 kgm2

- Trägheitsmoment der Kupplung (lt. Hersteller) JK = 0,00039 kgm2

Motor für Hori-zontalantrieb

Motor für Ver-tikalantrieb

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In den Pausen soll die Last aus zeitlichen Gründen nicht durch eine Haltebremse

(Zeitbedarf Bremse setzen/lösen), sondern von dem in Regelung befindlichen

Motor gehalten werden.

- Max. Hubgeschwindigkeit vmax = 0,33 m/s

- Max. Beschleunigung amax = 3,3 m/s2

- Max. Hubweg hmax = 0,651 m

- Taktzeit für Heben und Senken T = 20 s

Die Fahrkurve wird mit Vorgabe von hmax, vmax und amax als Trapezfahrkurve

berechnet. Die Pausenzeit ergibt sich mit der ermittelten Fahrzeit tges zu:

gesp tTt −= 2/

Horizontalantrieb:

- Zu verfahrende Masse mges = 100 kg

- Spindeldurchmesser D = 0,032 m

- Spindelsteigung h = 0,01 m

- Spindellänge l = 1 m

- Spindelwirkungsgrad ηSp = 0,95

- Führungsreibung wF = 0,02

- Trägheitsmoment der Spindel (lt. Hersteller) JSp = 0,000746 kgm2

- Trägheitsmoment der Kupplung (lt. Hersteller) JK = 0,0002 kgm2

- Max. Verfahrgeschwindigkeit vmax = 0,4 m/s

- Max. Beschleunigung amax = 2,5 m/s2

- Max. Verfahrweg smax = 0,427 m

- Taktzeit für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt T = 20 s

Die Fahrkurve wird mit Vorgabe von smax, vmax und amax als Trapezfahrkurve

berechnet. Die Pausenzeit ergibt sich mit der ermittelten Fahrzeit tges zu:

gesp tTt −= 2/

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Ergebnis: Für den Vertikalantrieb erhält man die maximale Lastdrehzahl in der Maske ”Leistungsdaten” zu 1980 min-1, das maximale Lastmoment zu 7,61 Nm. Die Motorauswahl ergibt damit den Typ 1FK7042-5AF71 mit dem Laststrom Ieff = 1,5 A.

Für den Horizontalantrieb erhält man die maximale Lastdrehzahl in der Maske ”Leistungsdaten” zu 2400 min-1, das maximale Lastmoment zu 1,90 Nm. Als Motor wird auch hier der Typ 1FK7042-5AF71 mit dem Laststrom Ieff = 0,32 A.

Für beide Antriebe wird ein 3A Double Motor Module ausgewählt. Als rückspeisefähige Einspeisung wird ein Smart Line Module 5 kW ausgwählt.