B&R, die Machine Automation Division von ABB, hat im Vorfeld der SPS Smart Production Solutions angekündigt, eine vollkommen neue Servo-Antriebstechnik in Nürnberg vorzustellen. Im exklusiven Interview mit EAD-portal.de verrät Wilfried Guerry, Global Product Manager Antriebstechnik bei B&R, wie neue Technologien zentrale Herausforderungen von Maschinenbauern lösen können. Hier geht es vor allem um Platzersparnis, Schnelligkeit, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, aber auch um Sicherheit - Stichwort Cybersecurity - und integrierten Funktionen für vorausschauende Wartung. Auch erklärt er, wie der neue Ansatz des Herstellers für Beschaffungssicherheit und Flexibilität sorgt sowie dem Fachkräftemangel entgegenwirkt.
Herr Guerry, was genau zeichnet die neue Antriebstechnik von B&R im Vergleich zu bestehenden Lösungen am Markt aus?
Die neue Produktfamilie „ACOPOS M4” von B&R vereint Leistung, Nachhaltigkeit, Einfachheit und Intelligenz in einer Plattform. Eine konstante 50-Mikrosekunden-Reaktionszeit bei allen Regelkreisen, einschließlich lokaler E/A-Schnittstellen und SPT (Smart Process Technologies), ermöglicht höhere Maschinengeschwindigkeit, gesteigerten Durchsatz und eine überlegene Produktqualität. Die gesamte Bewegungsweggenerierung und CAM-Synchronisation wird lokal innerhalb des Servoantriebs generiert und ausgeführt, unabhängig von SPS- oder Netzwerkzykluszeiten. Auf dem Stromversorgungsmodul verbessert eine mehrstufige Leistungsstufe die Energieeffizienz, während wir das Produkt so konzipiert haben, dass die CO2-Emissionen bei der Herstellung reduziert werden. Gleichzeitig reduziert B&R CO2-Emissionen und setzt verstärkt auf recycelte Rohstoffe bei Aluminium, Kupfer, Gold und Zinn. Die Plattform unterstützt zudem den Digital Product Passport nach EU-Vorgaben.
Auch enthält jeder Antrieb lokale KI, die mechanische Veränderungen erkennt, automatisch reagiert und Ausfälle vorausschauend meldet. Diese dezentrale Intelligenz reduziert die Netzwerkauslastung und gewährleistet schnelle Reaktionszeiten des Systems.
Die kompakte Antriebskonstruktion ist 30 bis 50 Prozent kleiner als vergleichbare Lösungen, wodurch Platz im Schaltschrank und Verkabelungsaufwand reduziert werden. Externe Komponenten wie EMV-Filter, Rückspeisdrosseln oder Bremswiderstände sind nicht erforderlich. Das senkt auch den Verdrahtungsaufwand.. Die Plattform steht für Offenheit und Standardkonformität. Sie unterstützt offene Kommunikation, PLCopen-Motion-Bausteine und verschiedene Motor- und Encoder-Typen. Dazu zählen Synchron-, Asynchron-, Torque- und Linearmotoren.
Auf welcher technologischen Plattform basiert die Neuentwicklung und wie profitieren Maschinen- und Anlagenbauer davon?
Wir haben uns für einen völlig neuen Ansatz bei der Technologie entschieden, insbesondere im Hinblick auf die Leistungsstufen. Das neue Stromversorgungsmodul „ACOPOS M4” setzt auf eine Multilevel-Leistungsstufentechnologie. Im Vergleich zu herkömmlichen IGBT- oder SiC-basierten Designs stellt diese sowohl in puncto Leistung als auch Effizienz einen bedeutenden Fortschritt dar. Die Leistungsstufe basiert auf Mosfet-Technologie unter Verwendung von standardisierten, weit verbreiteten Komponenten. Dies sorgt für eine langfristige Versorgungssicherheit und verringert die Abhängigkeit von Einzelanbietern.
Durch die Multilevel-Topologie entfallen mehrere externe Komponenten. Dies führt zu einer Platzersparnis von bis zu 60 Prozent im Schaltschrank. Bei den Umrichtermodulen haben wir die Leistungsdichte unserer Module verdoppelt. Es ist nun möglich, bis zu vier Motoren an ein einziges Servoantriebsmodul anzuschließen. Außerdem reduziert das Multilevel-Design die Wärmeabgabe im Inneren des Schaltschranks um bis zu 40 Prozent. Dadurch sinkt der Bedarf an Klimatisierung. Dies führt zu niedrigeren Betriebskosten und kompakteren Schaltschrankkonstruktionen und schont so die Geldbeutel unserer Kunden.
Welche technischen Funktionen in der neuen Antriebstechnik zielen speziell auf die Reduktion des Energieverbrauchs ab?
Energieeffizienz war ein zentrales Entwicklungsziel unserer neuen Antriebsplattform. Eine Multilevel-Leistungsstufe erreicht bis zu 99 Prozent Effizienz. Neben dem eben erwähnten, reduzierten Kühlbedarf im Schaltschrank wird zudem die Energierückgewinnung in Bremsphasen vollständig unterstützt und die wiedergewonnene Energie wird ins Netz eingespeist. Dadurch sinkt der Energieverbrauch.
Integrierte Software-Funktionen überwachen über ein Energiemanagementsystem die Energieflüsse vom Netz zum Servoantrieb, zum Gleichstrombus und zum Rückgewinnungsweg. So lässt sich der Energieverbrauch pro Produktionszyklus präzise analysieren. Dies hilft Maschinenbauern und Anwendern, die Energieeffizienz pro Produktionscharge zu steigern und die Umweltbelastung zu reduzieren.
Modularität, Interoperabilität und Benutzerfreundlichkeit: Wie werden diese drei Merkmale in der neuen Lösung technisch umgesetzt?
Maschinenhersteller geben den größten Teil ihres Budgets für Softwareentwicklung, Diagnose und Wartung aus. Für eine einfache Inbetriebnahme des „ACOPOS M4“ ist keine neue Software nötig. Es ist vollständig in Automation Studio und das „B&R mappMotion“ Software-Framework integriert. Im Gegensatz zu vielen Konkurrenzprodukten sind keine separaten oder speziellen Software-Suiten für neue Produktfamilien erforderlich. Ingenieure können einfach ihre vorhandene Maschinen-Software auf die jüngste Version aktualisieren. Daraufhin ist unsere neue Plattform einsatzbereit, fast wie Plug-and-Run. Der Prozess ist schnell, nahtlos und intuitiv, ohne dass Anwendungscode neu geschrieben werden muss. Dies verkürzt Entwicklungszeit und Markteinführung bei unseren Kunden.
Aus Hardware-Sicht hebt das neue System die Modularität auf eine neue Ebene. Die Komponenten lassen sich leicht miteinander kombinieren und skalieren, um den Anforderungen jeder Maschinenarchitektur gerecht zu werden. Diese Flexibilität ermöglicht es OEMs, maßgeschneiderte und zukunftssichere Systeme zu bauen. Schließlich haben wir das Angebot deutlich erweitert und bieten nun Servoantriebe mit bis zu 200 Kilowatt an. Dies öffnet die Tür zu neuen Anwendungen und Segmenten mit höherer Leistung, alles innerhalb desselben einheitlichen Ökosystems.
Inwiefern adressiert die neue Lösung aktuelle Anforderungen wie kürzere Produktzyklen und zunehmende Variantenvielfalt?
Die neue Lösung reagiert darauf mit dem bereits erwähnten Steuerzyklus von nur 50 Mikrosekunden. Damit steigert das System den Durchsatz deutlich bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Qualität. Die schnelle Reaktion ermöglicht präzise Synchronisation und Steuerung auch in besonders dynamischen Produktionsumgebungen, unabhängig vom Produkttyp. Intelligente Algorithmen im Servoantrieb erkennen Änderungen im Prozess und passen Steuerparameter in Echtzeit automatisch an. Dies ist ein einzigartiger Vorteil unserer Servoplattform. Mit einer verfeinerten Diagnose wollen wir diese Fähigkeit auf die nächste Entwicklungsstufe heben. Dadurch werden die Umrüstzeiten für Tests und Abstimmungen drastisch reduziert: Jede Produktion startet mit optimaler Abstimmung, ohne manuelle Eingriffe und ohne Kompromisse bei Geschwindigkeit oder Qualität. Dies ist ein wichtiges Kriterium für Maschinenbauer.
Für welche industriellen Anwendungen oder Branchen ist die neue Antriebstechnik besonders geeignet?
Zu unseren Kernaktivitäten zählen Verpackungen für Konsumgüter, Druck und Kunststoffe. Der neue Antrieb eignet sich generell für die meisten Maschinenanwendungen, insbesondere für die Metall-, Energie- und Pharmaindustrie.
Können Sie ein konkretes Beispiel nennen, bei dem sich Rüstzeiten oder Inbetriebnahmedauer durch die neue Lösung signifikant reduzieren lassen?
Ein zentraler Vorteil der neuen Lösung sind die deutlich reduzierten Inbetriebnahme- und Rüstzeiten dank intelligenter, automatisierter Funktionen. Die integrierte Autotuning-Funktion optimiert die Regelparameter sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb. Die Parameter können automatisch angewendet oder zur vorausschauenden Wartung überwacht werden.
Unser „ACOPOS M4” ist intelligent. Es kann Lastungleichgewichte, Bewegungen in der Mechanik und viele andere Probleme beheben, mit denen OEMs häufig konfrontiert sind. Das System erkennt zum Beispiel Vibrationen in Echtzeit. Es passt die Filter selbstständig an, um die Leistung und die mechanische Stabilität zu sichern. Die Parameter für die Drehzahlregelung können auch während des Betriebs ausgewertet und feinabgestimmt werden, wodurch die Dynamik ohne Produktionsunterbrechungen verbessert wird. Die Schnittstelle für Diagnose- und Wartungswerkzeuge ist über einen Webbrowser zugänglich, wodurch keine speziellen Werkzeuge erforderlich sind. Dies vereinfacht die Einrichtung und sorgt für konsistente Ergebnisse über verschiedene Maschinen und Projekte hinweg.
Haben Sie bereits erstes Kundenfeedback aus Vorabtests erhalten?
Wir haben unsere neue Technologie fast allen unseren wichtigsten Kunden vorgestellt und das Feedback war überwältigend positiv. Sie sind alle begeistert und erkennen den Mehrwert auch für sich und ihre Kunden. Der neue „ACOPOS M4” kann unsere Kunden dabei unterstützen, auf dem europäischen Markt gegenüber der asiatischen Konkurrenz wettbewerbsfähig zu bleiben. Dafür müssen sie sich hinsichtlich Qualität, Geschwindigkeit und der Integration von künstlicher Intelligenz bei ihren Maschinen von Asien abheben. Sie suchen nach dem „Mehr“ und sie sehen unser „ACOPOS M4“-System als eine gute Antwort auf dieses „Mehr“. Die einhellige Meinung lautete: Diese technologische Entwicklung hat einen Vorsprung von fünf bis zehn Jahren gegenüber dem Wettbewerb.
Wie geht B&R mit den Anforderungen an Safety und Cyber-Security um? Welche neuen Funktionen oder Mechanismen sind integriert?
Sicherheit und Cybersicherheit waren bei der Entwicklung der neuen Plattform „ACOPOS M4“ von zentraler Bedeutung. Die Kommunikation basiert auf nativem OPC UA FX. Es ist der einzige offene Feldbus, der Gigabit-Leistung mit einer zukunftssicheren Architektur kombiniert. Dieser unterstützt die automatische Topologieerkennung und Totzeitkompensation und ermöglicht so deterministische Bewegungen und eine vereinfachte Einrichtung.
Cyber-Sicherheitsfunktionen wie sichere Authentifizierung, Verschlüsselung und Datenintegrität sind in den Protokollstack integriert. Die „ACOPOS M4”-Plattform wurde für die Cyber-Sicherheitsstufe 3 entwickelt und erfüllt die strengen Sicherheits- und Datenschutzanforderungen von Branchen wie der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie.
Was können Besucher auf der SPS 2025 konkret erwarten, wenn sie Ihren Stand besuchen?
Natürlich werden wir die neue „ACOPOS M4“-Antriebstechnik auf der SPS vorstellen. Aber das ist nur die Spitze des Eisbergs. Wir haben fast unser gesamtes Motion-Angebot erneuert, darunter die Erweiterung der Leistungsklasse der „ACOPOS P3” Familie und die Einführung des Motorportfolios mit hoher Leistungsdichte. Wir haben neue Technologien und neue Fertigungsverfahren für die Motoren eingeführt. Jetzt können sie mehr als das Fünffache des normalen Drehmoments liefern, das zuvor hier bereitgestellt wurde.
Außerdem werden wir die neuen Frequenzumrichter „ACOPOS P87” für Induktionsmotoren vorstellen. B&R ist einer der ersten Hersteller, die Echtzeit-deterministische Netzwerkkommunikation mit VFD (Variable Frequency Drive) integriert. Dies eröffnet den Kunden ganz neue Möglichkeiten. Wir haben zertifiziertes kabelgebundenes STO (Safe Torque OFF) integriert, aber auch netzwerkbasiertes STO und SLS (Safe Limited Speed) als Option. Nicht zu vergessen sind die kleinen Niederspannungsantriebe wie den neuen „ACOPOS X4”. Dies ist die perfekte Lösung für modulare und hochflexible Maschinen, um die Mechanik der Maschine an unterschiedliche Arbeitsprozesse oder Produktionschargen anzupassen. Die Besucher können sich also auf viele Innovationen am Stand von B&R freuen.
