Motionprojekt „Ball-on-Plate“ – Regelung einer Kugel auf Touchpanel

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Projektziel

Im Rahmen einer Semesterarbeit realisierten Studierende der ABBTS (ABB technikerschule) ein Ball-on-Plate-System. Ziel war es, eine Kugel auf einem Glas-Touchpanel exakt im Zentrum zu halten sowie das Abfahren verschiedener Figuren. Die technische Herausforderung lag in der präzisen, schnellen und gleichzeitig stabilen Regelung der Bewegungsachse.

Eingesetzte Lösung

Zum Einsatz kamen drei Cyltronic IO-Link Elektrozylinder vom Typ CTC-060-0100-K5. Die Zylinder übernahmen die Neigungsverstellung der Platte entlang der X-, Y- und Z-Achse. Gesteuert wurden sie über eine Beckhoff-Steuerung mit IO-Link Master.

Pain Points ohne Cyltronic

Ohne die Lösung von Cyltronic hätten folgende Herausforderungen bestanden:

• Mechanische Eigenkonstruktionen mit Steppermotoren hätten Spiel, Vibrationen und unzureichende Regelbarkeit mit sich gebracht.
• Höherer Konstruktions- und Softwareaufwand durch Einzelkomponenten wie Motor, Kontroller und Spindel sowie Komponenten im Schaltschrank.
• Unzureichende Dynamik und träge Reaktionsgeschwindigkeit klassischer Antriebe ohne Positionsrückmeldung und Echtzeitparametrierung oder geschlossenen Regelkreis.
• Lange Inbetriebnahmezeiten, da externe Regler, Gateways oder zusätzliche Software erforderlich gewesen wären.
• Kein echtes Plug & Play, da IO-Link in herkömmlichen Antrieben oft nicht direkt integriert ist oder nur über Umwege integriert werden kann.

Highlights & Vorteile durch Cyltronic

• All-in-One Aktuator: Der integrierte Servo-Antrieb mit Kontroller und Spindel in einem kompakten Gehäuse– ohne zusätzlichen Schaltschrankbedarf und Echtzeitparametrierung, für weniger Engineering-Aufwand.
• Schnelle Integration: Durch IO-Link war die Anbindung an Beckhoff in kurzer Zeit realisiert.
• Hohe Reaktionsgeschwindigkeit: Die Zylinder waren so schnell, dass sie softwareseitig gedrosselt werden mussten.
• Stabile, präzise Bewegung: Kein Überschwingen, keine Vibrationen – die Kugel konnte exakt gehalten und dynamisch bewegt werden – ideal für anspruchsvolle Motion Projekte.
• Exzellenter Support: Fragen der Studierenden wurden rasch beantwortet. Denn wir glauben: So entsteht Vertrauen, das bleibt.

Fazit

Die Anwendung zeigt eindrücklich, dass Cyltronic-Zylinder nicht nur für industrielle Serienmaschinen relevant sind – sondern auch bei komplexen, regelungstechnisch anspruchsvollen Aufgaben in Forschung und Entwicklung Vorteile bieten. Das Projekt hat demonstriert, wie durch reduzierte Komplexität, hohe Dynamik und einfache Integration ein herausragendes Ergebniserzielt werden kann – mit minimalem Aufwand.

Das Datenblatt für den Basiszylinder und die verschiedenen Ausführungen sind hier aufzufinden.

Kontakt

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