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Projektierungshandbuch FIBROTOR Elektromechanische Universal-Rundtische

Ausgabe v1_2017

3

Inhaltsverzeichnis:

1 FIBROTOR auf einen Blick ................................................................................ 7

1.1 Anwendungsgebiete des Rundtisches ........................................................... 7

1.2 Die Vorteile des Rundtisches......................................................................... 7

2 Übersicht FIBROTOR Produktprogramm ......................................................... 8

3 Technische Beschreibung FIBROTOR ............................................................. 9

3.1 Schaltteller ..................................................................................................... 9

3.2 Lagerung ....................................................................................................... 9

3.3 Antrieb ......................................................................................................... 10

3.3.1 Steuerkurve........................................................................................... 10

3.3.2 Kurvenrollen .......................................................................................... 10

3.4 Betriebsparameter ....................................................................................... 10

3.5 Mittendurchgang .......................................................................................... 10

3.6 Sperrluft ....................................................................................................... 11

3.7 Schmierung ................................................................................................. 11

3.8 Lebensdauer................................................................................................ 12

3.9 Temperaturbereich ...................................................................................... 12

4 Bestimmungsgemäße Verwendung ............................................................... 13

5 Rundtische mit fester Teilung FIBROTOR ER, EM und RT .......................... 14

5.1 Technische Beschreibung ........................................................................... 14

5.1.1 Kurven-Rollen-Getriebe ........................................................................ 14

5.1.2 Bewegungsablauf ................................................................................. 15

5.1.2.1 Haltephase ..................................................................................... 15

5.1.2.2 Schaltphase .................................................................................... 16

5.1.2.3 Positionieren ................................................................................... 16

5.1.3 Induktive Näherungsschalter................................................................. 16

5.1.4 Drehrichtung ......................................................................................... 18

5.1.5 Aussetzbetrieb mit Bremsmotor ............................................................ 18

5.1.5.1 Bremse ........................................................................................... 18

5.1.5.2 Bremsspannungen ......................................................................... 19

5.1.5.3 Anschluss des Motors .................................................................... 20

5.1.6 Schaltzeiten .......................................................................................... 20

4

5.2 Steuerung .................................................................................................... 21

5.2.1 Frequenzumrichter mit FIBRO Rundtischsoftware ................................ 21

5.2.1.1 Eigenschaften Frequenzumrichter .................................................. 22

5.2.1.2 Einfache Bedienung und Inbetriebnahme....................................... 22

5.2.1.3 Anwendungsgerechte Funktionalität .............................................. 22

5.2.1.4 Optionen ......................................................................................... 23

5.2.2 Mikroprozessor Steuerkarte .................................................................. 23

5.2.3 Komplette Steuerung im Schaltschrank ................................................ 26

5.2.4 Antriebsabsicherung ............................................................................. 26

6 Rundtische zum flexiblen Positionieren FIBROTOR EM.NC und RT.NC ..... 27

6.1 Technische Beschreibung ........................................................................... 27

6.1.1 Kurven-Rollen-Getriebe ........................................................................ 27

6.1.2 Bewegungsablauf ................................................................................. 27

6.1.3 Positionieren ......................................................................................... 29

6.1.4 Drehrichtung ......................................................................................... 30

6.2 Steuerung .................................................................................................... 30

6.2.1 FIBRODRIVE plus ................................................................................ 30

6.2.1.1 Überwachung ................................................................................. 30

6.2.1.2 Ausstattung .................................................................................... 31

6.2.1.3 Funktionen und Programmierung ................................................... 31

6.2.2 CNC-Einachssteuerung ........................................................................ 32

6.2.2.1 Motor-Varianten .............................................................................. 32

6.2.2.2 Anschlussoptionen ......................................................................... 32

6.2.2.3 Betriebsarten .................................................................................. 33

6.2.2.4 Ausrüstungsmerkmale .................................................................... 33

6.2.2.5 Technische Daten .......................................................................... 34

6.3 Messsysteme für EM.NC und RT.NC .......................................................... 34

6.3.1 Indirekte Messung an der Motorwelle ................................................... 34

6.3.2 Indirekte Messung an der Steuerkurve ................................................. 35

6.3.3 Direkte Messung am Schaltteller (EM.NC)............................................ 35

7 Antriebsmotoren .............................................................................................. 36

7.1 Drehstrom-Bremsmotor ............................................................................... 36

7.2 Hydraulikmotor ............................................................................................ 36

7.3 Luftmotor ..................................................................................................... 36

5

7.4 AC-Servomotor ............................................................................................ 36

7.5 Antriebsmotor in Sonderausführung ............................................................ 36

7.6 Ohne Motor.................................................................................................. 36

8 Antriebsanordnungen ...................................................................................... 37

8.1 Winkelgetriebe ............................................................................................. 37

8.2 Flachgetriebe ............................................................................................... 39

9 Zubehör ............................................................................................................. 41

9.1 Stellungserkennung und Überlaufschutz ..................................................... 41

9.1.1 Mechanischer Überlaufschutz (EM und EM.NC) ................................... 41

9.1.2 Stellungserkennung am Schaltteller (EM) ............................................. 41

9.1.3 Intelligente Stellungserkennung (ER, EM und RT) ................................ 41

9.2 Zusatzbaugruppen ....................................................................................... 42

9.2.1 Zentrierring............................................................................................ 42

9.2.2 Zentrierflansch ...................................................................................... 42

9.2.3 Zentrierring und Zentrierflansch ............................................................ 42

9.2.4 Verstärkte Schalttellerlagerung (EM und EM.NC) ................................. 43

9.2.5 Hydraulische Schalttellerklemmung (EM und EM.NC) .......................... 43

9.2.5.1 Anschlussplan Schalttellerklemmung ............................................. 44

9.2.5.2 Funktionsdiagramm Schaltteller-Positionierung ............................. 45

9.2.6 Einbauausführung ................................................................................. 46

9.2.7 Vertikale- und Überkopfausführung ...................................................... 46

9.3 Zusatzschaltteller und Tischplatten ............................................................. 47

9.3.1 Zusatzschaltteller ............................................................................... 47

9.3.2 Feststehende Tischplatte oben .......................................................... 47

9.3.3 Feststehende Tischplatte unten ......................................................... 47

9.3.4 Vorzugsreihe ..................................................................................... 48

9.3.5 Rund- und Planlauf ............................................................................ 48

9.3.6 Richtlinien für Bohrbilder in Zusatzschalttellern und Tischplatten ...... 48

9.3.7 Abdichtung Zusatzschaltteller/Tischplatte oben ................................. 51

9.4 Maschinenständer ....................................................................................... 51

10 Grundlagen zur Betriebsdauer........................................................................ 52

10.1 Definition...................................................................................................... 52

10.2 Mittlere Betriebsdauer bis zum Ausfall (Mean Time to Failure MTTF) ......... 52

10.3 Praktische Betriebsdauer ............................................................................ 52

6

11 Schutz vor Überlastungen ............................................................................... 53

11.1 Zulässige Belastungen des Schalttellers ..................................................... 53

11.2 Schutz der Antriebselemente vor Beschädigung ......................................... 53

11.3 Unerwünschte Betriebsarten ....................................................................... 54

11.3.1 Tipp-Betrieb .......................................................................................... 54

11.3.2 Not-Stopp FIBROTOR ER, EM und RT. ............................................... 54

11.3.3 Not-Stopp beim FIBROTOR EM.NC und RT.NC .................................. 55

11.3.4 Kollision................................................................................................. 55

11.3.5 Überlastung........................................................................................... 56

11.3.6 Stop außerhalb der Stillstandsphase .................................................... 56

11.4 Folgen unerwünschter Betriebsarten ........................................................... 56

11.4.1 Reduzierung der Lebensdauer .............................................................. 56

11.4.2 Zerstörung der Antriebselemente .......................................................... 56

12 Hyperlinks ......................................................................................................... 57

12.1 Hyperlinks zu Typbestimmungsbögen ......................................................... 57

12.2 Hyperlink zur Datenblattsammlung .............................................................. 57

12.3 Hyperlink zu CAD-Daten ............................................................................. 58

7

1 FIBROTOR auf einen Blick Die Baureihe elektromechanische Rundtische FIBROTOR ist konzipiert für Arbeitsaufgaben, die schnelle Schaltvorgänge mit optimierten Bewegungsabläufen erfordern. Längste Lebensdauer, Wartungsfreiheit und schnellste Taktzeiten bei höchster Präzision sind Eigenschaften die für jede Produktion von Bedeutung sind. FIBROTOR Rundtische vereinen all diese Merkmale und haben als zusätzliches Highlight bis zu fünf Jahre Gewährleistung. Als Rundtisch in der Automation, sowie in der Zerspanung lassen sich die FIBROTOR Rundtische erfolgreich einsetzen.

1.1 Anwendungsgebiete des Rundtisches Der FIBROTOR Rundtisch ist geeignet für die Anwendung als:

Montagetisch

Schweißtisch

Positionier- und Magaziniertisch

Darüber hinaus lässt er sich erfolgreich in Druckmaschinen, Verpackungsanlagen sowie Hon- und Entgratmaschinen einsetzen.

Seine Anwendung findet der FIBROTOR Rundtisch bei Transport und Zuführungsaufgaben, beim Antrieb von Taktbändern oder bei unterschiedlichsten Pressanwendungen und leicht spanenden Bearbeitungen.

1.2 Die Vorteile des Rundtisches Der FIBROTOR Rundtisch überzeugt mit hoher Plan- und Rundlaufgenauigkeit durch eine vorgespannte und großdimensionierte Axial-Radial-Lagerung. Ebenfalls sind kürzeste Schaltzeiten von Station zu Station problemlos realisierbar. Zudem ergibt sich durch die Steuerkurve und die Kurvenrollen ein optimaler, sanfter Bewegungsablauf.

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2 Übersicht FIBROTOR Produktprogramm Der Rundtisch FIBROTOR wird aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften, Funktionen und Anwendungsgebiete in drei Klassen unterteilt:

Die erste Klasse stellt der höchststandardisierte Universalrundtisch FIBROTOR ER dar. Dieser glänzt durch kürzeste Lieferzeiten, besondere Preisattraktivität und lange Lebensdauer.

Die zweite Klasse des Produktprogramms wird durch die Premiumversion, dem FIBROTOR EM, gebildet. Der Premiumtyp bietet Sonderausführungen nach Kundenwunsch, garantiert höchste Genauigkeiten und kürzeste Schaltzeiten und bietet zudem die Auswahl diverser Zusatzfunktionen und Zubehör. Darüber hinaus ist der FIBROTOR EM auch als flexible NC-Rundtisch-Variante erhältlich.

Der FIBROTOR RT eignet sich ideal für Anwendungen die einen großen Mittendurchgang benötigen. Er bildet mit seiner NC-Version RT.NC die letzte Produktklasse des FIBROTOR Produktprogramms.

Die NC-Varianten der Rundtische EM und RT ermöglichen das Anfahren beliebiger Winkelpositionen in jeder Drehrichtung, variable Drehgeschwindigkeiten und kürzeste Schaltzeiten von Position zu Position.

Abb.: FIBROTOR ER, FIBROTOR EM und FIBROTOR RT

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3 Technische Beschreibung FIBROTOR Die Konstruktion des FIBROTOR ist gekennzeichnet durch einen starren mechanischen Aufbau. Das Grundgerät besteht aus folgenden Komponenten:

3.1 Schaltteller Der Schaltteller wird mit unterschiedlichen Motortypen, Getrieben und Steuerkurven angetrieben. Dadurch können Rotationsbewegungen des Schalttellers in beliebiger Richtung, jedoch mit dem von der Steuerkurve vorgegebenen Winkel ausgeführt werden.

3.2 Lagerung Die Lagerung des Schalttellers ist großdimensioniert und sowohl axial als auch radial vorgespannt und garantiert hohe Plan- und Rundlaufgenauigkeiten bei höchsten Transportlasten. Zur Aufnahme großer Kippmomente oder Zugkräfte stehen je nach FIBROTOR Typ verstärkende Zusatzbaugruppen zur Verfügung.

Abb.: Grundkomponenten Rundtisch

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3.3 Antrieb Der Antrieb erfolgt vom Antriebsmotor über ein Getriebe und den Kurvenantrieb auf den Schaltteller. Hierbei wird vollständig auf zum Verschleiß neigende, elastische Antriebselemente verzichtet. Die Kurvenrollen liegen vorgespannt beidseitig an der Steuerkurve an. Dies ermöglicht einen spielfreien Übergang von Stillstand in Bewegung und umgekehrt.

3.3.1 Steuerkurve

Bei den FIBROTOR Rundtischen besitzen alle nicht NC gesteuerten Rundtische eine Steuerkurve mit mechanischer Schalt- und Haltephase. Die NC-Modelle hingegen besitzen eine Steuerkurve mit kontinuierlicher Steigung.

3.3.2 Kurvenrollen

Die in den FIBROTOR Rundtischen verwendeten Kurvenrollen besitzen eine hohe Steifigkeit, eine Gleitlagerung und ein optimales Crash-Verhalten. Darüber hinaus wird durch ihren dickwandigen Außenring ein Durchbiegen verhindert.

3.4 Betriebsparameter Im Standard ist der Rundtisch für den Anschluss an das Stromnetz mit 3 x 400 V / 50 Hz ausgelegt. Bei Betrieb mit einem Frequenzumrichter müssen die in der Spezifikation angegebenen Kennwerte eingehalten werden. Die Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten werden durch die Steuerkurve bestimmt. Eine Rampe ist am Drehstrom-Bremsmotor nicht erforderlich.

3.5 Mittendurchgang Der FIBROTOR wird mit einem großen, freien Mittendurchgang geliefert, welcher optimal als Versorgungsdurchgang genutzt werden kann. Ab der Baugröße EM.12/ER.12 besteht für Energiezuführungen ein seitlicher Durchbruch des Gehäuses.

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3.6 Sperrluft Für Sperrluft zwischen Gehäuse und Schaltteller ist am Rundtisch ein Anschluss vorhanden (Lage und Anschlussgewinde siehe Baumaßzeichnung). Die benötigte Druckluft muss aus den Versorgungseinrichtungen des Betreibers zur Verfügung gestellt werden. Die Sperrluft muss durch ein Regelventil im Filter geregelt und gereinigt werden. Der Sperrluftdruck darf maximal 7 psi / 0,5 x 105 Pa / 0,5 bar betragen.

Beachte! Bei Überschreitung des Drucks von 7 psi / 0,5 x 105 Pa / 0,5 bar können am Rundtisch schwerwiegende Schäden entstehen. Die Sperrluft muss der Qualitätsklasse 4 nach DIN-ISO 8573-1 entsprechen:

Feststoffe: maximale Teilchengröße 15 µm; maximale Teilchendichte 8 mg/m3

Ölgehalt: maximale Ölkonzentration 5 mg/m3

Wassergehalt: maximaler Drucktaupunkt + 3 °C

3.7 Schmierung Alle FIBROTOR Rundtische sind durch synthetische Schmierstoffe langzeitgeschmiert. Die allgemeine Umgebungstemperatur für die Schmierstoffe beträgt 0 °C bis 40 °C. Ein Schmierstoffwechsel muss nur beim Eindringen von Kühl- und Schmiermitteln, sowie bei einer Generalüberholung des Gerätes vorgenommen werden.

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3.8 Lebensdauer Der Auslegung des Rundtisches liegt eine Lebensdauer von 20.000 h MTTF zugrunde. Die Lebensdauer der Motorbremse ist abhängig von der Anzahl der Schaltspiele pro Minute, der Schaltzeit des Rundtisches, der Drehzahl des Motors und der Umgebungstemperatur.

Beim Standart-Bremsmotor beträgt die Lebensdauer der Motorbremse 10 - 20 Mio. Schaltspiele. Die Nachstellfrist beträgt 3 - 5 Mio. Schaltspiele (siehe Bedienungsanleitung).

Häufiger Not-Stop Betrieb kann die Lebensdauer reduzieren. Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern, oder Sanftanlaufgeräten kann ein Sanftanlauf nach Not-Stop realisiert werden.

3.9 Temperaturbereich Betrieb: zwischen + 15 °C und + 40 °C

Lagerung: zwischen - 15 °C und + 60 °C

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4 Bestimmungsgemäße Verwendung Der Rundtisch ist dazu bestimmt, in andere Maschinen oder in andere unvollständige Maschinen bzw. Ausrüstungen eingebaut oder mit ihnen zusammengefügt zu werden. Er darf nicht über seine Belastungsgrenzen hinaus beansprucht werden und ist im Standard nicht geeignet für den:

Betrieb in mobilen oder tragbaren Systemen, auf Schiffen oder in Luftfahrzeugen,

Betrieb in lebenserhaltenden Systemen,

Betrieb in Wohnanlagen,

Betrieb außerhalb der festgelegten Leistungsdaten und Betriebsparameter,

Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre,

Einsatz in Vakuumräumen.

Entsprechende Sonderausführungen des FIBROTOR Rundtisches sind auf Anfrage möglich.

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5 Rundtische mit fester Teilung FIBROTOR ER, EM und RT

5.1 Technische Beschreibung

5.1.1 Kurven-Rollen-Getriebe

Die Rundtische ER, EM und RT sind Rundtische mit fest vorgegebener Teilung. Sie besitzen eine Steuerkurve mit diskontinuierlicher Steigung.

Abb.: Steuerkurve FIBROTOR ER, EM und RT

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5.1.2 Bewegungsablauf

Die Ausbildung der Steuerkurve sorgt für einen optimalen Lauf – auch bei hohen Belastungen. Die Schaltzeit kann in Abhängigkeit vom Massenträgheitsmoment aus den Schaltzeittabellen entnommen werden.

Die beim FIBROTOR ER, EM und RT vorhandene diskontinuierliche Bewegungsbahn auf der Steuerkurve, sorgt für eine ungleichmäßige Drehbewegung des Schalttellers. Man unterscheidet Schalt- und Haltephase. Die Zeit für die Umdrehung der Steuerkurve teilt sich in einem vorgegebenen Verhältnis in Schalt- und Haltezeit auf.

5.1.2.1 Haltephase

Die Phase in der die Steuerkurve mit ihrer „Null-Steigung“ auf die Kurvenrollen trifft und diese somit keine Positionsänderung erfahren, wird als Haltephase bezeichnet. In dieser Phase ruht der Schaltteller. Die Mitte der Haltephase ist durch einen Zeiger an der Antriebswelle und ein STOP-Schild am Befestigungsflansch gekennzeichnet. Bei einer Teilung kleiner T16 taktet der Rundtisch während einer Umdrehung der Steuerkurve um einen Teilschritt weiter. Ab Teilung T16 taktet der Schaltteller bei einer Umdrehung um 2 Teilschritte weiter. Hierbei sind die Schaltnocken für die Endschalter so ausgebildet, dass bei einer Umdrehung 2 Impulse erfolgen.

Abb.: Bewegungsablauf Haltephase / Schaltphase

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5.1.2.2 Schaltphase

Trifft der Teil der Steuerkurve, der eine Steigung besitzt, auf die Kurvenrollen verändern diese ihre Position und der Schaltteller wird in Bewegung versetzt. Der Rundtisch befindet sich in der Schaltphase.

5.1.2.3 Positionieren

Befindet sich der Schaltteller in der positionierten Haltephase wird er durch die Steuerkurve und die Kurvenrollen in einer genauen Position spielfrei gehalten. Bei hohen Tangentialmomenten kann eine hydraulische Schalttellerklemmung verwendet werden.

5.1.3 Induktive Näherungsschalter

Elektromechanische FIBROTOR Rundtische werden mit 2 berührungslosen Endschaltern, Größe M 12 x 1 geliefert.

S10 „Schaltteller im Stillstand“

S12 „Motor aus“

Option: S11 „Motor aus“ bei Pendelbetrieb Position 1

Option: S13 „Zwischenposition anfahren“

Abb.: Induktive Näherungsschalter

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Normgröße der Endschalter nach EN 50 008 A 12

Befestigungsgewinde: M 12 x 1

Ausgangstechnik: PNP

Spannungsbereich: 12 V – 30 V

Schaltleistung: 200 mA

Ausgangsfunktion: Schließer

Schaltabstand: 2 mm

Abb.: Anschlussplan Endschalter

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5.1.4 Drehrichtung

Die Drehrichtung bei den Rundtischen mit fester Teilung ist wahlweise mit dem Uhrzeigersinn (CW = Clockwise) oder gegen den Uhrzeigersinn (CCW = Counter Clockwise).

Beachte! Eine Drehrichtungsumkehr während der Drehbewegung führt zur Zerstörung der Antriebselemente.

5.1.5 Aussetzbetrieb mit Bremsmotor

Die Endschalter S10 und S12 werden beim Probelauf werkseitig eingestellt. Je nach verwendeter Steuerung kann ein Nachjustieren der Schaltnocken notwendig sein. Bei Pendelbetrieb empfehlen wir den Anbau einer Stellungserkennung für verschiedene Schaltungen und die Verwendung eines Überlaufschutzes. Ein Teilungsvorgang geht von S12 bis S12. Die Länge der Haltephase wird mit einem Positionsschild angezeigt. Ab Teilung T16 befinden sich mehrere Stillstände am Umfang der Steuerkurve. Der Antrieb muss innerhalb der Haltephase zum Stillstand kommen (Zeiger im Bereich „Stop“).

5.1.5.1 Bremse

Die elektromechanischen Rundtische FIBROTOR werden meist mit einem Drehstrom-Bremsmotor angetrieben. Die Anwendung der Federdruckbremse ist unproblematisch. Es muss lediglich darauf geachtete werden, dass Fette oder Öle nicht an die Reibfläche vordringen. Mäßiger Staubanfall schadet nicht.

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Abb.: Bremse

Beachte! Die max. Schalthäufigkeit gemäß den technischen Daten darf nicht überschritten werden.

5.1.5.2 Bremsspannungen

Die Bremse wird durch das Zuführen der angegebenen Steuerspannung gelüftet. Entweder wird die Bremse direkt an eine Gleichspannung angeschlossen, oder eine Wechselspannung wird durch einen im Klemmenkasten eingebauten Gleichrichter gleichgerichtet. Zur Anpassung an die gebräuchlichen Anschlussspannungen sind verschiedene Spulenausführungen möglich.

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5.1.5.3 Anschluss des Motors

Der Anschluss des Bremssystems erfolgt über einen im Klemmenkasten eingebauten Gleichrichter entsprechend dem jeweils beigefügten Schaltbild. Die anzulegende Anschlussspannung ist im Schaltbild angegeben. Im Gleichstromkreis ist eine zusätzliche Brücke eingelegt, welche durch einen Schaltkontakt zum gleichstromseitigen Abschalten ersetzt werden muss. Hierdurch wird ein extrem geringer Nachlauf erreicht. Der Schaltkontakt wird in der Regel mit dem Steuerschalter des Motors parallel geschaltet.

Beachte! Der Motor darf nur in Verbindung mit der Gleichstrombremse eingeschaltet werden. Der Gleichrichter ist netzseitig nicht angeschlossen. Bei Betrieb an 60 Hz Netzen muss das Untersetzungsgetriebe für 60 Hz ausgelegt sein! Die Bremse darf nur gleichstromseitig geschaltet werden. Bei wechselstromseitiger Bremsung ist mit Schaltungenauigkeiten zu rechnen.

5.1.6 Schaltzeiten

Die Schaltzeit ts (siehe Datenblatt) entspricht der mechanischen Schaltzeit (Schaltphase der Steuerkurve). Die zusätzliche elektrische Schaltzeit beträgt je nach Art der Steuerung ca. 30 – 150 ms.

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5.2 Steuerung Die Steuerung bei den FIBROTOR Modellen ER, EM und RT kann z. B. mit einem Frequenzumrichter mit FIBRO Rundtischsoftware oder mit einer Mikroprozessor Steuerkarte betrieben werden.

5.2.1 Frequenzumrichter mit FIBRO Rundtischsoftware

Alle wesentlichen Eigenschaften und Funktionen für eine unkomplizierte und wirtschaftliche Rundtischsteuerung sind im Frequenzumrichter vereint. Er ist auf einfachste Weise in Betrieb zu nehmen und zu bedienen. Durch den Frequenzumrichter ist die Schaltzeit stufenlos einstellbar bzw. in Verbindung mit einem optionalen Potentiometer regelbar.

Zusätzlich ermöglicht der Frequenzumrichter mit FIBRO Rundtischsoftware:

Sanftanlauf in der Drehphase

Eilgang oder Schleichgang

Überwachung des Drehstrom-Bremsmotor

Minimaler Bremsverschleiß

Externe Drehrichtungswahl „rechts- oder linksdrehend“

Fehler-Reset

Stopfunktion in der Drehphase

Zwischenpositionen anfahren (optional)

Abb.: SEW Frequenzumrichter Abb.: SIEMENS Frequenzumrichter

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5.2.1.1 Eigenschaften Frequenzumrichter

Kompaktes Gerät

Integrierter Brems-Chopper

Bremswiderstand

Integrierter EMV-Netzfilter Klasse B (1-phasig) / Klasse A (3-phasig)

Buchform in Schutzart IP20 / NEMA

5.2.1.2 Einfache Bedienung und Inbetriebnahme

Kürzeste Inbetriebnahmezeit

Motoranpassung bei Standart-Steuerverfahren U / f

Integriertes Bedienteil mit geführter Menübedienung

Komfortable Parametrierung und Diagnose über PC-Software

Geringer Verdrahtungsaufwand

Anschluss der Endschalter direkt am Frequenzumrichter oder an FELDBUS-Systemen

Stellungserkennung über Auswertemodul

5.2.1.3 Anwendungsgerechte Funktionalität

Hohe Überlastbarkeit 125 % lN Dauerbetrieb

150 % lN für max. 60 Sekunden max. 180 % Losbrechmoment

Integrierter PI-Regler

Erweiterter Temperaturbereich - 10 °C - + 50 °C

Integrierte Schutz- und Überwachungsfunktion (Kurzschluss, Erdschluss)

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5.2.1.4 Optionen

USB-Schnittstelle

RS 485 Schnittstelle

Schnittstelle FELDBUS

Netzdrossel (zur Unterstützung des Überspannungsschutzes)

Ausgangsdrossel (zur Unterdrückung der Störabstrahlung des ungeschirmten Motorkabels)

5.2.2 Mikroprozessor Steuerkarte

Die FIBROTOR Steuerkarte (FSK) ist ein multifunktionales, elektronisches Steuerungssystem für die Rundtisch Baureihe ER, EM und RT. Sie dient zur Integration in vorhandene Maschinensteuerungen. Sie ist einsetzbar für die Variation FIBROTOR mit Drehstrom-Bremsmotor oder mit polumschaltbarem Motor.

Abb.: Schaltplan Mikroprozessor Steuerkarte

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Die wesentlichen Merkmale der Steuerkarte lauten wie folgt:

Gehäuse (Phönixgehäuse)

Aufrastbar auf jede DIN Montageschiene

Schraubsteckklemmen

Größe B x L x H 130x178x50

Schutzart IP20

Anschlüsse

Eingänge

S10 Schaltteller im Stillstand (Pendelposition 0)

S11 Pendelposition 1

S12 Motor Aus

Start Rechtslauf, Start Linkslauf

Bremse Lösen

Stopp, Reset

2-Hand Bedienung

Thermoschutz

Ausgänge

Rechtslauf, Linkslauf

Schnell, Langsam

Bremse

Störung

Freigabe S10, Freigabe S11

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SPS

Über 4 BCD codierte Ausgänge ist es möglich über eine SPS die Störmeldungen einzulesen.

Externe Bedieneinheit

Über 5 Eingänge ist eine externe Bedieneinheit für Servicefälle realisierbar.

Programmvarianten

Rechtslauf

Linkslauf

Pendeln

Mit Standardmotoren

Mit Polumschaltbaren Motoren

2-Hand Bedienung

Varianten

FSK-B024/1 für Bremsspannung 24VDC

FSK-B230/1 für Bremsspannung 230-400VAC

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5.2.3 Komplette Steuerung im Schaltschrank

Die FIBROTOR Steuerung für die Rundtische FIBROTOR ER, EM und RT sowie die Motorversorgungselemente sind komplett in einem Schaltschrank mit Bedienelementen untergebracht.

5.2.4 Antriebsabsicherung

In einer beliebigen Steuerung kann zum Schutz des mechanischen Antriebes ein Wirkleistungsmesser integriert werden. Bei Überschreitung einer eingestellten Motorleistung, z. B. infolge Schwergängigkeit durch verklemmte Teile oder Blockierung des Schalttellers, schaltet der Wirkleistungsmesser den Drehstrommotor ab und gibt Signal „Störung“. Die Ansprechempfindlichkeit ist einstellbar.

Spannung: 400 V, 3 AC Frequenz: 50 Hz – 30 Hz (Sonderspannungen auf Anfrage)

Abb.: Komplette Steuerung im Schaltschrank mit Frequenzumrichter

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6 Rundtische zum flexiblen Positionieren FIBROTOR EM.NC und RT.NC

6.1 Technische Beschreibung

6.1.1 Kurven-Rollen-Getriebe

Bei Rundtischen zum flexiblen Positionieren besitzt die Steuerkurve eine kontinuierliche Steigung. Aufgrund dieser linearen Bewegungsbahn kann jede beliebige Position angefahren werden.

6.1.2 Bewegungsablauf

Bei NC Rundtischen wird durch eine kontinuierliche Steigung der Schneckenwelle ein regelmäßiger Bewegungsablauf erreicht. Dieser Bewegungsablauf wird durch eine elektrische NC-Steuerung geregelt. Eine Teilbewegung des Bewegungsablaufs gestaltete sich wie folgt:

Abb.: Steuerkurve FIBROTOR EM.NC und RT.NC

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In der Ausgangssituation befindet sich der Schaltteller in beliebiger Position und die NC-Festhaltebremse ist bestromt. Danach erfolgt die Dateneingabe über die NC-Steuerung. Die NC-Festhaltebremse wird gelüftet und befindet sich im stromlosen Zustand. Anschließend findet der Beschleunigungs- und Teilungsvorgang durch einen NC gesteuerten Positioniermotor statt. Ist die Sollposition erreicht wird die Schneckenwelle durch die NC-Festhaltebremse arretiert.

Abb.: Regelmäßiger Bewegungsablauf

Abb.: Bewegungsablaufdiagramm

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6.1.3 Positionieren

Das Positionieren in Sollposition wird beim FIBROTOR EM.NC und beim FIBROTOR RT.NC durch eine elektronische NC-Festhaltebremse realisiert. Diese positioniert den Schaltteller, indem sie in Sollposition die Schneckenwelle spielfrei arretiert.

Das Funktionsprinzip der NC-Festhaltebremse lässt sich wie folgt darstellen:

Wird die Spule bestromt, bildet sich ein Magnetfeld. Die Ankerscheibe wird an den Bremsspulenträger mit Reibbelag gepresst. Die Welle ist gebremst. Das Bremsmoment läuft vom Spulenträger über den Reibbelag, Ankerscheibe und Membranübertragungsfeder auf den Flansch und die Welle. Wird die Magnetspule stromlos, so zieht die Membranübertragungsfeder die Ankerscheibe vom Spulenträger weg. Die Welle kann frei durchlaufen.

Abb.: Bewegungsablauf

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6.1.4 Drehrichtung

Die Drehrichtung beim EM.NC und RT.NC ist wahlweise links- (CCW) oder rechtsdrehend (CW).

6.2 Steuerung

6.2.1 FIBRODRIVE plus

FIBRODRIVE plus ist eine frei programmierbare CNC Positioniersteuerung für eine Achse. Die Eingangsspannung beträgt optional 230 V/AC oder 400 V/AC. In Verbindung mit einem FIBRO Rundtisch steht dem Anwender eine komplette Rundtischachse zur Erweiterung und Ergänzung seiner Anwendung zur Verfügung.

6.2.1.1 Überwachung

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6.2.1.2 Ausstattung

6.2.1.3 Funktionen und Programmierung

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6.2.2 CNC-Einachssteuerung

Die CNC-Einachssteuerung ist eine freiprogrammierbare CNC-Positioniersteuerung. Sie ermöglicht ein leichtes Programmieren und komfortables Bedienen durch menügeführte Abläufe. Zudem realisiert sie eine komplette Steuerung im Tischgehäuse und eine einfache Eingabe von Teilung, Winkel, Segmente und Absolut-Positionen. Darüber hinaus wird der Ablauf der Klemmung und Bremse automatisch geregelt. Die CNC-Einachssteuerung ist sowohl mit Anschluss eines Handrades, mit der seriellen Schnittstelle RS-232 und in verschiedenen Ausführungsvarianten erhältlich.

6.2.2.1 Motor-Varianten

NC 651.CDS 22.81.LC (230 V), bis max. Motormoment 5 Nm

NC 651.CPS 20.81.LC (400 V), bis max. Motormoment 16 Nm

6.2.2.2 Anschlussoptionen

Speichererweiterung auf 760 Programmsätze

USB / RS-232 Schnittstelle mit menügeführtem Software zur Archivierung von Programmen

USB / RS-232 Schnittstelle mit Online-Programmierung

BCD Schnittstelle zur Programmauswahl

BCD Schnittstelle zur externen Positionsvorgabe

Abb.: CNC-Einachssteuerung Vorderseite Abb.: CNC-Einachssteuerung Rückseite

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6.2.2.3 Betriebsarten

Referenzieren

Automatik

Programmeingabe

Handverfahren

Parametereingabe

6.2.2.4 Ausrüstungsmerkmale

Funktionsgerechtes Bedientableau

Folientastatur

LCD Klartext-Display

Mehrsprachiger Bedienerkatalog

Fehlermeldung im Klartext

Flexibler Eingabewinkel

Teilung 1 - 999

180 Programmsätze / 1 - 90 Programme

Freies Programmieren von Teilungen und Strecken in Absolut- und Kettenmaß innerhalb eines Programms

Netzausfallsichere Speicherung aller Daten

Auflösung 3 600 000 Ink / 360°

Sin²-Funktion

Software-Verfahrgrenze

Programmierbare Geschwindigkeiten

Steckbare Ein- und Ausgänge

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6.2.2.5 Technische Daten

210 V Technik

Abmessungen: B x H x T = 361 x 288 x 330, ohne Stecker

Gewicht ca. 12 kg

Anschlussspannung 230 V AC

Absicherung 10 A

Umgebungstemperatur 0 – 45 °C

600 V Technik

Abmessungen: B x H x T = 469 x 389 x 290, ohne Stecker

Gewicht ca. 17 kg

Anschlussspannung 400 V 3AC

Absicherung 10 A

Umgebungstemperatur 0 – 45 °C

6.3 Messsysteme für EM.NC und RT.NC

Für die Erfassung der Schalttellerposition kommen ausschließlich absolute Drehgeber in verschiedenen Ausführungen und Genauigkeiten zum Einsatz. Die Festlegung erfolgt entsprechend dem jeweiligen Einsatzfall und der verwendeten NC-Steuerung.

Folgende Messsystemanordnungen sind möglich:

6.3.1 Indirekte Messung an der Motorwelle

Vor allem bei digitalen Servoantrieben sitzt das Messsystem direkt auf der Motorwelle. Die Genauigkeit und das Spiel des Untersetzungsgetriebes geht in das Messergebnis mit ein. Ebenfalls gehen die Toleranzen des Schneckenrollengetriebes in die Messung mit ein. Mittendurchgang bleibt für Energiezuführungen u. a. Verwendungen frei

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6.3.2 Indirekte Messung an der Steuerkurve

Der Drehgeber ist in der Schneckenwellenachse angeordnet. Toleranzen des Schneckenrollengetriebes gehen in die Messung mit ein. Erreichbare Teilgenauigkeiten siehe Datenblätter. Mittendurchgang bleibt für Energiezuführungen u. a. Verwendungen frei.

6.3.3 Direkte Messung am Schaltteller (EM.NC)

Das Messsystem ist an der Schalttellerachse angebaut. Die Messgenauigkeit ist im Wesentlichen von der Genauigkeit des Messsystems abhängig. Fehlereinflüsse, wie z. B. Getriebespiel sind ausgeschaltet. Geeignet für Anwendungen mit besonders hohen Genauigkeitsanforderungen. Die Betätigung des Messsystems erfolgt durch den Mittendurchgang. Nicht in Verbindung mit Zentrierflansch möglich.

(nicht verfügbar für RT.NC)

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7 Antriebsmotoren

7.1 Drehstrom-Bremsmotor 230/400 V AC, 50 Hz, ± 10 % DIN IEC38 266/460 V AC, 60 Hz, ± 10 % DIN IEC38 Bremse 400 V AC inkl. Bimetall Thermoschutz Standard Antrieb in Bauform B14 Schutzart IP 54 Sonderspannungen und erhöhte Schutzart auf Anfrage

7.2 Hydraulikmotor Für besonders kompakte Antriebslösungen oder besondere Kundenanforderungen

7.3 Luftmotor Für den Einsatz in Maschinen mit pneumatischem Antrieb oder im (EX-) geschützten Bereich

7.4 AC-Servomotor Für EM.NC und RT.NC Rundtische oder höchste Schalthäufigkeit und großen Drehzahlregelbereich

Adapter und Kupplungen für nahezu alle Motorfabrikate stehen zur Verfügung.

7.5 Antriebsmotor in Sonderausführung Sonderspannungen und Sonderausführungen sind auf Anfrage erhältlich.

7.6 Ohne Motor Vorbereitet für Motoranbau mit Getriebe oder für Antrieb direkt an der Steuerkurvenwelle

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Motor Drehlage

Getriebe Drehlage Antrieb Seitenlage

8 Antriebsanordnungen Eine Vielzahl an Antriebsanordnungen zur optimalen Integration des Rundtisches in die Maschine steht zur Verfügung.

8.1 Winkelgetriebe

1 I 4 I 2 1 I 5 I 2

1 I 6 I 2 1 I 7 I 2

1 I 8 I 2 1 I 9 I 2

38

2 I 4 I 2

2 I 6 I 2

2 I 8 I 2

2 I 5 I 2

2 I 7 I 2

2 I 9 I 2

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8.2 Flachgetriebe

1 I 1 I 1

1 I 3 I 1

1 I 3 I 2

1 I 2 I 1

1 I 2 I 2

1 I 0 I 0

40

2 I 1 I 1 2 I 2 I 1

231

2 I 3 I 1

2 I 3 I 2 2 I 0 I 0

2 I 2 I 2

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9 Zubehör

9.1 Stellungserkennung und Überlaufschutz

9.1.1 Mechanischer Überlaufschutz (EM und EM.NC)

Bei Pendelbetrieb zwischen verschiedenen Positionen dienen die mechanischen Sicherheitsgrenztaster zur Vermeidung von Kollisionen mit Werkzeugen oder Kabelbrüchen durch Überlauf.

9.1.2 Stellungserkennung am Schaltteller (EM)

Zur Abfrage der einzelnen Positionen kann eine Stellungserkennung (BCD-Code) angebaut werden.

9.1.3 Intelligente Stellungserkennung (ER, EM und RT)

Die Intelligente Stellungserkennung ist ein Modul zur Ausgabe der Schalttellerposition. Sie ist ebenfalls als elektronischer Überlaufschutz bei Pendelbetrieb einsetzbar. Das Modul ersetzt die serienmäßigen Endschalter und bildet deren Funktion vollständig ab. Zudem bietet sie Schutz vor Spritzwasser dank Schutzwert IP65.

Abb.: Intelligente Stellungserkennung

Abb.: Mechanischer Überlaufschutz und Stellungserkennung am Schaltteller

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9.2 Zusatzbaugruppen

9.2.1 Zentrierring

Der Zentrierring ermöglicht die Aufnahme eines Zusatzschalttellers. Er wird mit einer Passung k6 geliefert, so dass der Zusatzschaltteller gewöhnlich mit einer Mittenbohrung mit Passung H7 gefertigt werden kann.

9.2.2 Zentrierflansch

Für die Montage einer feststehenden Tischplatte oben kann der Standardflansch durch einen erhobenen Zentrierflansch ersetzt werden. Die Bauhöhe H5 kann auf Wunsch geändert werden.

9.2.3 Zentrierring und Zentrierflansch

Zentrierring und Zentrierflansch sind kombinierbar:

Abb.: Zentrierring

Abb.: Zentrierflansch

Abb.: Zentrierring und Zentrierflansch Abb.: Bemaßung Zentrierring und Zentrierflansch

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9.2.4 Verstärkte Schalttellerlagerung (EM und EM.NC)

Der Schaltteller wird durch einen zweiten Axial-Nadelkranz spielfrei gegen das Gehäuse vorgespannt. Die verstärkte Schalttellerlagerung erlaubt höhere Kippmomente am positionierten und drehenden Schaltteller:

(Nicht kombinierbar mit Schalttellerlagerung)

Kippmoment am positionierter Schaltteller (+200 %)

Kippmoment am drehender Schaltteller (+300 %)

9.2.5 Hydraulische Schalttellerklemmung (EM und EM.NC)

Im positionierten Zustand wird der Schaltteller durch einen hydraulisch beaufschlagten Klemmring kraftschlüssig und spielfrei mit dem Gehäuse verbunden. Damit sind höhere tangentiale Belastungen möglich und die Getriebeteile werden entlastet.

Betriebsdruck 64+10 bar

Klemmzeit ca. 0,4s

Lösezeit ca. 0,2s

Ein Hydraulikgerät bzw. eine pneumo-hydraulische Spanneinheit sind als Zubehör lieferbar.

(Nicht kombinierbar mit verstärkter Schalttellerlagerung)

Abb.: Verstärkte Schalttellerlagerung

Abb.: Hydraulische Schalttellerklemmung

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Beachte! Die Klemmung darf niemals während der Drehbewegung des Schalttellers aktiviert werden (auch nicht bei Not-Halt!). Der Rundtisch darf nie gegen die geschlossene Klemmung anlaufen. Dieses führt zu Schäden. Durch die betätigte Klemmung werden der Schaltteller und das Gehäuse kraftschlüssig miteinander verbunden. Der max. Klemmdruck und der max. Betriebsdruck dürfen nicht überschritten werden. Bei Höheren Drücken kann es zu Schäden an den Klemmelementen kommen. Die Einleitung von tangentialen Kräften darf nur im Rahmen der in der technischen Spezifikation definierten Grenzen erfolgen. Bei Überschreitung des zulässigen Tangentialmomentes am geklemmten Schaltteller werden die Klemmelemente und eventuell Antriebselemente zerstört.

9.2.5.1 Anschlussplan Schalttellerklemmung

- 1 Druckluftanschluss 6 bar - 2 Steuerventil 24VDC - 3 Druckschalter S1 / Einstellbereich 2-20 bar - 4 Druckschalter S3 / Einstellbereich 10-100 bar - 5 Druckausgang Hydraulik - 6 Druckanschluss Schalttellerklemmung

Einstellungen

S1: 2 bar Kontrolle Klemmung gelöst

S3: 64 bar Kontrolle geklemmt

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9.2.5.2 Funktionsdiagramm Schaltteller-Positionierung

Abb.: Funktionsdiagramm Schaltteller-Positionierung

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9.2.6 Einbauausführung

Die Einbauausführung realisiert durch oberhalb am Gehäuse vorhandene Gewinde eine Montage des Rundtisches direkt von unten am Maschinentisch. Optional besteht die Möglichkeit die Befestigung des Gehäuses mit Hilfe eines Einbaurings durchzuführen.

9.2.7 Vertikale- und Überkopfausführung

Optional kann der FIBROTOR Rundtisch für den vertikalen Einsatz ausgerüstete werden. Zudem ist die vertikale Ausführung mit oder ohne Grundplatte erhältlich. Ebenfalls ist der Rundtisch auch als Überkopfausführung lieferbar.

Abb.: Einbauausführung mit Gewinde

Abb.: Vertikale Ausführung

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9.3 Zusatzschaltteller und Tischplatten Zur Realisierung von kurzen Lieferzeiten für Zusatzschaltteller und Tischplatten werden bei FIBRO Ronden bevorratet.

Zusatzschaltteller bzw. Tischplatten sind mit dem Rundschalttisch verschraubt und verstiftet. Zur Abdichtung zwischen Zusatzschaltteller und der Tischplatte kann bei

einem Spaltmaß von 1 mm eine Profildichtung angeboten werden. Die Oberfläche der Zusatzschaltteller und der Tischplatten wird feingedreht. Auf Wunsch kann die Oberfläche eloxiert werden, Natureloxiert EV 1 (0,017-0,020 mm), ohne beizen.

Bohrbilder und weitere Bearbeitungen nach Kundenzeichnung sind möglich.

9.3.1 Zusatzschaltteller

Für die einzelnen Baugrößen stehen Zusatzschaltteller von Ø 320 mm bis Ø 3.000 mm zur Verfügung.

Werkstoff: Stahl St52 oder Aluminium AlMg4,5Mn

9.3.2 Feststehende Tischplatte oben

Zur Aufnahme bzw. Abstützung von Vorrichtungen oder Bearbeitungseinheiten von Ø 160 mm bis Ø 800 mm.

9.3.3 Feststehende Tischplatte unten

Die "Feststehende Tischplatte unten" wird auf den Maschinenständer montiert. Lieferbar Ø 800 mm bis Ø 3.000 mm.

Abb.: Rundtisch mit Zusatzschaltteller, Tischplatten oben und unten und Maschinenständer

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9.3.4 Vorzugsreihe

Abmessungen in [mm]

Gewicht Massenträgheitsmoment

Ø 630 x 20 17,14 kg 0,85 kgm² Ø 700 x 25 26,46 kg 1,62 kgm² Ø 800 x 22 30,41 kg 2,43 kgm² Ø 800 x 25 34,56 kg 2,47 kgm² Ø 1000 x 22 47,52 kg 5,94 kgm² Ø 1000 x 25 54,00 kg 6,75 kgm² Ø 1250 x 25 84,37 kg 16,50 kgm²

9.3.5 Rund- und Planlauf

Rundlauf der Zentrierbohrung

Baugröße Rundlauf ohne Zentrierring

in [mm]

Zentrierung in [mm]

Rundlauf Zentrierring

in [mm]

Gesamt Rundlauf in [mm]

Zusatz-schaltteller Rundlauf in [mm]

10 0,02 Ø 40 0,02 0,04 0,05 11 0,01 Ø 75 0,02 0,03 0,04 12 0,01 Ø 110 0,02 0,03 0,04 13 0,01 Ø 150 0,02 0,03 0,04 15 0,015 Ø 160 0,02 0,035 0,05 16 0,015 Ø 220 0,02 0,035 0,05 17 0,02 Ø 260 0,02 0,04 0,06 18 0,02 Ø 300 0,02 0,04 0,06 19 0,02 Ø 300 0,02 0,04 0,06

Planlauf

Zusatzschaltteller 0,01 mm / 100 mm Tischplatte "oben" 0,02 mm / 100 mm Tischplatte "unten" 0,02 mm / 100 mm

9.3.6 Richtlinien für Bohrbilder in Zusatzschalttellern und Tischplatten

Zur Vermeidung unnötiger Kosten sollen die Passungs- und Gewindetiefen so kurz wie möglich sein. Im Zusatzschaltteller und der Tischplatte „unten“ können die Kernbohrungen durchgebohrt werden. Bei der Tischplatte „oben“ sollen die Bohrungen als Sacklöcher ausgeführt werden. Von FIBRO sind in den Tischplatten und Zusatzschalttellern entsprechende Transportgewinde vorgesehen.

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Generelle Empfehlung:

Passungslänge = 2 x Nenndurchmesser

Gewindelänge = 2 x Gewindedurchmesser

50

51

9.3.7 Abdichtung Zusatzschaltteller/Tischplatte oben

Bei einem Spaltmaß 1 mm (H6-H3) kann eine Abdichtung zwischen dem Zusatzschaltteller und der Tischplatte oben angebracht werden.

9.4 Maschinenständer Unser neues Standard Maschinenständer Programm befindet sich derzeit noch in der Überarbeitung.

Bitte fragen Sie uns hierzu an!

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10 Grundlagen zur Betriebsdauer

10.1 Definition Die Betriebsdauer ist definiert als Zeitspanne in Stunden, die bis zur Entstehung einer größenmäßigen festgelegten Ausschälungsfläche erreicht wird. Die Betriebsdauer eines ordnungsgemäß eingebauten elektromechanischen FIBROTOR Rundtisches ist normalerweise erreicht, sobald eine Wechselbeanspruchung eine Ausschälung oder einen Ausbruch einer bestimmten Größe auf einem Wälz- oder Gleitsegment erzeugt hat.

10.2 Mittlere Betriebsdauer bis zum Ausfall (Mean Time to Failure MTTF) Die Mean Time to Failure (MTTF) wird innerhalb der Konformitätsuntersuchungen zur Bewertung der Maschinensicherheit herangezogen. Sie ist eine statistische Kenngröße / Kennzahl die über Versuche oder Erfahrungswerte ermittelt wird. Sie gibt keine garantierte Lebensdauer oder garantierte ausfallfreie Zeit an. MTTF wird aus der Zuverlässigkeitsfunktion R(t) berechnet. Sie gilt für nichtreparierbare und reparierbare Einheiten unter der Annahme, dass die Betrachtungseinheit nach der Reparatur neuwertig ist. Die mittlere Betriebsdauer bis zum Ausfall beträgt bei der Baureihe elektromechanischer Rundtisch FIBROTOR 20.000 h.

10.3 Praktische Betriebsdauer Die Betriebsdauer der elektromechanischen Rundtische FIBROTOR wird regelmäßig in Versuchen überprüft. Für alle Baugrößen liegen Lebensdaueruntersuchungen vor.

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11 Schutz vor Überlastungen

11.1 Zulässige Belastungen des Schalttellers Um ein einwandfreies und dauerhaftes Funktionieren des Rundtisches zu erzielen, dürfen die Belastungen bzw. Massenträgheitsmomente der montierten Vorrichtungsplatten, Aufnahmen, etc. die zulässigen Werte in den Datenblättern und Schaltzeittabellen bzw. der Spezifikation, nicht überschreiten.

11.2 Schutz der Antriebselemente vor Beschädigung Die Aufbauten, Vorrichtungen und Einheiten müssen so gestaltet bzw. überwacht werden, dass ein Blockieren während des Teilungsvorganges ausgeschlossen ist. Beim Blockieren und bei Kollisionen des Schalttellers können die Antriebselemente beschädigt werden. Kommt der Schaltteller infolge einer Störung, z.B. durch Stromausfall zwischen 2 Stationen, zum Stillstand, darf der Schaltteller nur über den Antrieb in Grundstellung gebracht werden. Das Kurvengetriebe ist im Bereich der Endlagen selbsthemmend; deshalb ist die Bewegung des Schalttellers nur über den Antrieb möglich. Wird im Stillstand des Rundtisches auf den Schaltteller ein unzulässiges Tangentialmoment gebracht, führt dies zu Schäden an den Antriebselementen.

Im normalen Betrieb des Rundtisches (Start aus der Grundposition) wird das aufgebaute Massenträgheitsmoment über den Kurvenantrieb sanft beschleunigt und verzögert. Bei Not-Stopp (Rundtisch wird in der Schaltphase über die Motorbremse abgestoppt bzw. über den Drehstrommotor wieder beschleunigt) entsteht ein Beschleunigungssprung. Dieser führt zu einer größeren Belastung der Antriebselemente und somit zur Verringerung der Lebensdauer.

Zur Reduzierung dieser Drehmomentspitze schlagen wir folgende Maßnahmen vor:

Verwendung des FIBRO Frequenzumrichters

Verlängerung der Schaltzeit bzw. Reduzierung des Massenträgheitsmomentes

Sanftanlauf und Schleichgang mit Frequenzumrichter

Optimal angepasstes Bremsmoment am Motor

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11.3 Unerwünschte Betriebsarten Die zulässigen Massenträgheitsmomente für die elektromechanischen Rundtische FIBROTOR resultieren aus Beschleunigungs- und Reibmomenten sowie äußeren Kräften (z.B. Transportlastmomente bei vertikalem Einsatz). In folgenden, vom Normalbetrieb abweichenden Betriebszuständen, werden die Antriebselemente des Rundtisches höher beansprucht.

11.3.1 Tipp-Betrieb

Tipp-Betrieb in der Nenndrehzahl des Antriebsmotors ist nicht zulässig. Ist der Tipp-Betrieb erforderlich, muss ein Frequenzumrichter verwendet werden. Im Tipp-Betrieb muss grundsätzlich im Schleichgang gefahren werden. Wird im Tipp-Betrieb gefahren, so führt dies dazu, dass bei jedem Motorstopp und Wiederanfahren im Bereich der Schaltphase der Steuerkurve die Antriebselemente deutlich höher belastet werden. Die Belastung hängt vom Brems- und Nennmoment des Motors, der Stellung der Steuerkurve (Übertragungswinkel), den Massenträgheitsmomenten am An- und Abtrieb und dem Wirkungsgrad des Übersetzungsgetriebes ab.

11.3.2 Not-Stopp FIBROTOR ER, EM und RT.

Bei einem Not-Stopp wird der Rundtisch zwischen 2 Stationen abgebremst, hierdurch entsteht ein Beschleunigungssprung. Beim Bremsen und Wiederanfahren werden die Antriebselemente, wie beim Tipp-Betrieb, höher belastet. Häufiger Not-Stopp kann die Lebensdauer reduzieren. Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern oder Sanftanlaufgeräten kann ein Sanftanlauf nach Not-Stopp realisiert werden. Bei der Verwendung eines FIBRO Frequenzumrichter ist dies bereits voreingestellt.

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11.3.3 Not-Stopp beim FIBROTOR EM.NC und RT.NC

Um mechanische Überlastungen am Rundtisch zu vermeiden darf auch bei Not-Stopp die Beschleunigungszeit ta (siehe "Technische Daten") nicht unterschritten werden. Es gibt 4 Not-Stopp Betriebsarten:

Tieflauf des AC-Servomotors an der NC–Steuerung:

Der Motor bremst die aufgebauten Massen in der vorgegebenen Beschleunigungszeit ta ab.

Tieflaufzeit ≥ Beschleunigungszeit ta

Austrudeln des AC-Servomotors (ohne eigene Motorbremse) nach Abschalten der NC–Steuerung:

Der Nachlauf des Rundtisches ist abhängig vom aufgebauten Massenträgheitsmoment, der Drehzahl und des Wirkungsgrades des Rundtisches

Tieflaufzeit ≥ Beschleunigungszeit ta

Not-Stopp mit Motorbremse:

Hierbei darf durch das Bremsmoment das festgelegte Motormoment nicht überschritten werden.

Tieflaufzeit ≥ Beschleunigungszeit ta

Abbremsen des AC-Servomotors über den Spitzenstrom:

Bei dieser Betriebsart muss der max. zulässige Spitzenstrom überprüft werden.

Tieflaufzeit ≥ Beschleunigungszeit ta

11.3.4 Kollision

Bei einer Kollision des Rundtisches werden die Antriebselemente extrem belastet. Die Höhe der kinetischen Energie des Systems und der noch mögliche Verzögerungsweg durch elastische Verformung bestimmen die Kräfte, die zu einer Beschädigung der Antriebselemente führen können.

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11.3.5 Überlastung

Eine Überlastung liegt vor, wenn die dynamischen Kräfte durch ein zu großes Massenträgheitsmoment, Transportlastmoment, Kipp- bzw. Reibmoment oder zu hohe Drehzahlen über dem bei der Projektierung festgelegten Einsatzfall liegen.

11.3.6 Stop außerhalb der Stillstandsphase

Eine fehlerhafte Einstellung der Endschalter, eine Überlastung oder ein Bremsverschleiß kann dazu führen, dass der Rundtisch im Aussetzbetrieb nicht im Bereich der Grundstellung (Stillstandsphase) zum Stehen kommt. Beim Bremsen und Wiederanfahren werden die Antriebselemente wie beim Tipp-Betrieb höher belastet.

11.4 Folgen unerwünschter Betriebsarten Eine Überlastung des Rundtisches führt zu einer verkürzten Lebensdauer, einem Dauerbruch oder einem Gewaltbruch der Antriebselemente.

11.4.1 Reduzierung der Lebensdauer

Die erhöhten Belastungen der Antriebselemente (Getriebe, Steuerkurve und Kurvenrollen) müssen bei der Lebensdauer-Berechnung berücksichtigt werden. Die Anzahl der Not-Stopp Schaltungen und die Höhe der auftretenden Kräfte haben Einfluss auf die Betriebsdauer. Bei einer Not-Stopp Frequenz bis zu 3 Abschaltungen pro Schichtwoche ergibt sich eine Lebensdauer von 20.000 h MTTF. Bei höheren Not-Stopp Schaltungen reduziert sich die statistische Lebensdauer. Hohe Abschaltfrequenzen können während der Inbetriebnahme bei Tipp-Betrieb auftreten oder an Handarbeitsplätzen mit Lichtschranken entstehen.

11.4.2 Zerstörung der Antriebselemente

Kollisionen verursachen höhere Belastungen und können zum Versagen durch Gewalt- oder Restgewaltbruch führen. Die Höhe des Schadens hängt von der aufgetretenen Belastung ab. Eine einmalige Kollision kann Antriebselemente über die Bruchfestigkeitsgrenze beanspruchen und zum Gewaltbruch oder zu einem Anriss mit späterem Restgewaltbruch führen.

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FIBROTOR Datenblattsammlung

12 Hyperlinks

12.1 Hyperlinks zu Typbestimmungsbögen

12.2 Hyperlink zur Datenblattsammlung

FIBROTOR ER FIBROTOR EM

FIBROTOR EM.NC

FIBROTOR RT

FIBROTOR RT.NC

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FIBROTOR CAD-Daten

12.3 Hyperlink zu CAD-Daten

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