1. Berger Lahr IclA Intelligent compact drives

2. Contents Motion Control with Berger Lahr
What is IclA? – Integrated Intelligence
Market trends (demands)
Keyfactors: Compactness and Flexibility
BL Answer: IclA - Product range
Applications - References
Questions and Conclusion
Agenda of the presentation:
I. Introduction: Who is Berger Lahr - What is the mission of Berger Lahr? What is our business?
II. The Concept – Integrated Intelligence in Compact Drives
III. Focus on two main characteristic: Compactness and Flexibility >>> INTEGRATION in Automation Solutions
IV. Some Examples for Applications - References
V. Time for your Questions!!!! – Conclusion

3. Motion Control with Berger Lahr
Berger Lahr is one part of the Motion and Drives Domain of Schneider Electric (with STI + Elau)
What is the mission of Berger Lahr? What is our business?
We control motion! – machine automation
main business segments:
Berger Lahr History:
1941 Gerhard Berger founds Berger Lahr - Products: measuring instruments, later on controllers and relays
1954 First activities in the area of driving systems with completely new, reversible synchronous motors
 1958 First Berger Lahr stepping motor
 1972 Development of 5-phase stepping motor; patented
 1976 Division for development and production of electronics components
 1988 SIG Schweizerische Industrie-Gesellschaft takes over Berger Lahr and sets up the Drives and Automation division
 1989 New product line: linear axes and linear robots
 1993 Development and market launch of the 3-phase stepping motor
 1994 Berger Lahr is ISO 9001 certified
 1995 Sales/Distribution of services for the electronics market started (Electronics Services)
 1998 SIG Drives and Automation becomes SIG Positec
 1998 Acquisition of Pamoco, Italy
 1998 Acquisition of Selectron, Lyss
 1999 Presentation and introduction of the new product families Twin Line and IcIA
 2000 Schneider Electric takes over SIG Positec Group
 2001 SIG Positec renamed Berger Lahr
Expected Questions:
Location of Berger Lahr, Lahr, Germany + MTC structure
Foundation
History: SIG Positec
Size: Sales / employees – 2004

4. What’s IclA? – The concept of Integrated Intelligence
Intelligence close to the application
Electronic and Motor form a unit
Reduction of components, reduced space in control cabinet, wiring and installation effort
Flexible Integration to customer systems by:
3 different motor characteristics
Manifold options as standard (variance)
Fast Track Solution for individual demands
Intelligent compact-line Actuator
Intelligence of the power and positioning electronic out of the control cabinet >> direct at the machine
Electronics are not just added to the motor like a back pack >> but building an optimized unit
Cost saving (18V – 36V DC!) wiring (cabling)
Limitations: mainly by the power range of the Compact Drives -

5. IclA - Intelligent compact-line actuator
Communication interface:
Profibus DP
CANopen
RS485
Pulse/Direction
24-V signal interface
Programmable I/Os
Power Removal interface
DIP-switches
Motor:
AC Servomotor,
Stepper Motor,
DC brushless
Electronic:
Positioning control
Power stage
Motor Feedback
Internal Power Supply > I/Os
Power Removal
Additional options:
gearboxes
Holding brakes
Industrial connectors
PCB-connectors

6. Berger Lahr Experience
IclA Ixx:
IFS9x Stepper
IFS6x Stepper
IFE EC-Motor
IFA6x AC-Servo
D0xx – EC Motor
N065 – EC-Motor
IclA D/N0xx:
1999
2003
2000
2010
2001
2002
2004
2006
2005

7. IclA-Characteristic:
Market Trends
Application demands:
Decentralization
Continuously Miniaturisation
Optimisation of production (flexible product changes)
Increasing Individuality
Easy Integration
IclA-Characteristic:
Flexibility – easy and fast integration
Compactness – size and integration of motor, electronics and functionalities
Modularity – Project Planning, Installation, Set Up and operation
Safety – integration and controlled

8. Increasing Individuality
Flexible production of small series requests for new solutions in positioning and drive
technology
Müll

9. Optimisation of production (flexible product changes)
Increasing Process reliability by elimination of manual adjustments, >> ristk of wrong adjustments in machine change over

10. IclA – Decentralized Intelligence
Centralized solution:
Electronic
Control Cabinet:
Motor Power
- Machine - Application
Feedback
Motion
Controller
Fieldbus - Communication
DC-Power V
De-Centralized solution:
Vergleich:
Centralized solution:
Motor + Power electronics + positioning electronics
Expensive wiring
Space: Size of control Cabinet
Flexibility – Modular concepts

11. IclA Ixx - Product Portfolio
The fantastic four: Motor Characteristics
IFA
AC Servo-Motor
IFE
EC-Motor (BL-DC)
IFS
Stepper-Motor
(Fieldbus)
IDS
(Pulse/Direction)
Common features:
Various power ranges by different motor sizes and supply ranges
Operating modes
Communication interfaces
Programmable signal interface
Connection technologies
Integrated Power Removal
Holding brakes
Gearbox options
Commissioning Tool IclAeasy
Accessory

12. IclA Ixx = Integrate it!

13. Flexibility – Communication Interfaces
Field Bus interfaces:-
CANopen
Profibus DP
RS 485
IDS (Stepper):
Pulse/Direction interface
Motion Controller or PLC
Ethernet
Pulse/Direction interfaces
RS 485

14. Flexibility – Functionalities
Positioning mode (Point-to-Point)
Application >> e.g. Pick and Place
500 mm
1.200 mm
Absolut positioning
500 mm
Relative positioning
700 mm v t v1 v2 v3
Speed profile

15. Flexibility – Functionalities
Electronic gear mode:
Application >> e.g. cutting material on a conveyor
1 : 1
200 Incr.
NC: 200 Incr.
3 : 2
300 Incr.
3 : 1
600 Incr.
Positionswert wird ermittelt
aus Positionsvorgabe z.B. über Führungssignal einer NC-Steuerung oder eines Encoders
Einstellbarer Getriebefaktor

16. IclA Ixx - Internal Power Supply
Supply of max. four 24 V-Outputs by the power supply of the IclA (Standard from week 44!)
Supply V DC: %
Switching current mA < 200
Energy recovery safe
Alternative (Option) as known – Supplied by an external (separate) Power supply unit
24V - I/0s (4x)
Signal interface:
24V DC
power amplifier control electronics
24V... 36V DC
Power Supply Unit

17. IclA Ixx – Integrated Power Removal
Standard in all IclA Ixx
Power Removal (=Safe Standstill)
integrated safety function
Emergency Stop (EN ) for Category 0 stop and Category 1 stop
Safety levels in accordance with the standards of functional safety:
SIL 2; IEC (Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems.)
SIL 2; pr IEC 62061
Category 3; EN 954-1
Category 3; pr EN
Über die beiden redundanten Eingänge SAFE_DISABLE_A und
SAFE_DISABLE_B kann die Sicherheitsfunktion “Sicherer Halt” ausgelöst
werden. Beschalten Sie die beiden Eingänge getrennt voneinander
um die Zweikanaligkeit zu erhalten. Der Schaltvorgang muss für beide
Eingänge gleichzeitig erfolgen (Zeitversatz <1s).
Die Endstufe wird stromlos und eine Fehlermeldung erfolgt, auch wenn
nur einer der beiden Eingänge abgeschaltet wird. Der Motor kann dann
kein Drehmoment mehr erzeugen und läuft ungebremst aus. Erst nach
dem Rücksetzen der Fehlermeldung ist ein Wiederanlauf möglich.
Folgende Sicherheitsstufen gemäß der Normen zur funktionalen Sicherheit
werden erreicht:
• IEC 61508; SIL 2; Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener
elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme.
• pr IEC 62061; SIL 2; Sicherheit von Maschinen - Funktionale
Sicherheit von elektrischen, elektronischen und programmierbaren
Steuerungen von Maschinen
• EN 954-1: Sicherheit von Maschinen, sicherheitsbezogene Teile
von Steuerungen, Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze
• pr EN ; Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene
Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze

18. IclA Ixx – Category 0 Stop
Category 0 stop (EN )
Standstill by immediate power shutdown to the machine drive elements (i.e. an uncontrolled stop).
Über die beiden redundanten Eingänge SAFE_DISABLE_A und
SAFE_DISABLE_B kann die Sicherheitsfunktion “Sicherer Halt” ausgelöst
werden. Beschalten Sie die beiden Eingänge getrennt voneinander
um die Zweikanaligkeit zu erhalten. Der Schaltvorgang muss für beide
Eingänge gleichzeitig erfolgen (Zeitversatz <1s).
Die Endstufe wird stromlos und eine Fehlermeldung erfolgt, auch wenn
nur einer der beiden Eingänge abgeschaltet wird. Der Motor kann dann
kein Drehmoment mehr erzeugen und läuft ungebremst aus. Erst nach
dem Rücksetzen der Fehlermeldung ist ein Wiederanlauf möglich.
Folgende Sicherheitsstufen gemäß der Normen zur funktionalen Sicherheit
werden erreicht:
• IEC 61508; SIL 2; Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener
elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme.
• pr IEC 62061; SIL 2; Sicherheit von Maschinen - Funktionale
Sicherheit von elektrischen, elektronischen und programmierbaren
Steuerungen von Maschinen
• EN 954-1: Sicherheit von Maschinen, sicherheitsbezogene Teile
von Steuerungen, Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze
• pr EN ; Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene
Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze

19. IclA Ixx – Category 1 Stop
Category 1 stop (EN )
A controlled stop in which the machine drive elements are retained to effect the standstill. Power feed is only interrupted when everything has come to a standstill.
Über die beiden redundanten Eingänge SAFE_DISABLE_A und
SAFE_DISABLE_B kann die Sicherheitsfunktion “Sicherer Halt” ausgelöst
werden. Beschalten Sie die beiden Eingänge getrennt voneinander
um die Zweikanaligkeit zu erhalten. Der Schaltvorgang muss für beide
Eingänge gleichzeitig erfolgen (Zeitversatz <1s).
Die Endstufe wird stromlos und eine Fehlermeldung erfolgt, auch wenn
nur einer der beiden Eingänge abgeschaltet wird. Der Motor kann dann
kein Drehmoment mehr erzeugen und läuft ungebremst aus. Erst nach
dem Rücksetzen der Fehlermeldung ist ein Wiederanlauf möglich.
Folgende Sicherheitsstufen gemäß der Normen zur funktionalen Sicherheit
werden erreicht:
• IEC 61508; SIL 2; Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener
elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme.
• pr IEC 62061; SIL 2; Sicherheit von Maschinen - Funktionale
Sicherheit von elektrischen, elektronischen und programmierbaren
Steuerungen von Maschinen
• EN 954-1: Sicherheit von Maschinen, sicherheitsbezogene Teile
von Steuerungen, Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze
• pr EN ; Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene
Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze

20. Integrated Power Removal Benefits
Emergency safety Control function acc. EN
Continuous connection to positioning electronic
Control over position
Reduced Costs for safety components (external power contractors)
less space required in the machine
24V..35V DC
24V
24V..35V DC
Über die beiden redundanten Eingänge SAFE_DISABLE_A und
SAFE_DISABLE_B kann die Sicherheitsfunktion “Sicherer Halt” ausgelöst
werden. Beschalten Sie die beiden Eingänge getrennt voneinander
um die Zweikanaligkeit zu erhalten. Der Schaltvorgang muss für beide
Eingänge gleichzeitig erfolgen (Zeitversatz <1s).
Die Endstufe wird stromlos und eine Fehlermeldung erfolgt, auch wenn
nur einer der beiden Eingänge abgeschaltet wird. Der Motor kann dann
kein Drehmoment mehr erzeugen und läuft ungebremst aus. Erst nach
dem Rücksetzen der Fehlermeldung ist ein Wiederanlauf möglich.
Folgende Sicherheitsstufen gemäß der Normen zur funktionalen Sicherheit
werden erreicht:
• IEC 61508; SIL 2; Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener
elektrischer/elektronischer/programmierbarer elektronischer Systeme.
• pr IEC 62061; SIL 2; Sicherheit von Maschinen - Funktionale
Sicherheit von elektrischen, elektronischen und programmierbaren
Steuerungen von Maschinen
• EN 954-1: Sicherheit von Maschinen, sicherheitsbezogene Teile
von Steuerungen, Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze
• pr EN ; Sicherheit von Maschinen - Sicherheitsbezogene
Teile von Steuerungen - Teil 1: Allgemeine Gestaltungsleitsätze

21. Flexibility – Software Tool IclA Easy
Field bus interface for software update & diagnostics
Commissioning-Software: Look & Feel

22. Flexibility – Connection Technologies
Two different connection technologies are available:
Wire to Board Connector:
Generally used in serial machines in with cable harnesses
Industrial Connectors:
Generally used in specialised machines and small production runs

23. IclA® IFA – The Dynamic AC-servo
AC Servo Motor based
Closed-Loop controlled drive system
High dynamic characteristics
High resolution encoder
Options:
Holding brake
Planetary gearbox
 For processes which require dynamic accelerations, high speed and exact resolution
Max. Torque: Nm
Max. Speed: 6000 – rpm
High dynamic characteristics especially during acceleration
High resolution encoder with Increments

24. IFA News 2005: new winding variants: /... 3D

25. IclA® IFE – The Reliable Format Adjuster
Electronically commutated – EC Motor
Closed-Loop controlled drive system
Absolute position feedback
High detent torque
Options:
Spurwheel gearboxes or
Planetary gearboxes
 For automatic format adjustment – with minimum setup times
Max. Torque: 0,24 Nm
Max. Speed: rpm
Detent Torque: 0,08 Nm
3 Hall Sensors –
No renewed referencing after switching
No break required
Easy Integration to application demand

26. IclA® IFS – The Strong, Precise Stepper
Stepper Motor based
High torque - no need for gearbox
Excellent constant velocity characteristics
High-resolution positioning
Options:
Planetary gearboxes
Encoder with index pulse
Holding Brake
 For short range positioning
IFS6x: Max. Torque: Nm Max. Speed: rpm
IFS9x: Max. Torque: Nm Max. Speed: 1000 rpm
High torque - no need for gearbox:
Compact size - Space-saving - Cost effective
Excellent constant velocity characteristics – mechanical construction of the stepper motor
High-resolution positioning – Increments per motor turn

27. IxS9x news: Optional Holding brake
Technical Data:
Protection Class (unit) IP54
EMC Cl. B acc. EN55022
Holding Torque MH: 6Nm
Electrical pick-up power: 22W
Make Time (release brake): 40ms
Break Time (close brake): 20 ms
Moment of inertia: 0.2 (kgcm²)
Weight: 1,8kg
High torque - no need for gearbox:
Compact size - Space-saving - Cost effective
Excellent constant velocity characteristics – mechanical construction of the stepper motor
High-resolution positioning – Increments per motor turn

28. IclA N065 New Format setting IclA (Update of IclA D065)
Fieldbus: CANopen DS 402
Planed Market Launch: 1. Quarter 2006
Replacement of D065 ASAP
4 gearbox option:
Spurwheel
Wormgearbox
Planetary gearbox
Angular planetary gearbox

29. Application – CD/DVD production cell
Application Requirements:
dynamic acceleration,
speed,
easy integration
Solution: IclA IFA with AC-Servo
Benefits with IclA:
Reduced production space (approx. 10%)
Increased productivity (approx. 20%)
Field bus: CANopen

30. Application – CNC furniture machine
Application requirements:
Replacement of manual settings (hand wheels)
Fast product changes
Save position after switching
Solution: IclA IFE with EC-Motor
Benefits with IclA:
Reduction of change over time
High detent torque – no brake or gearbox required
No referencing required
Field bus: CANopen

31. Application – PCB Machines
Application Requirement:
Automated Precision Positioning (camera)
Repeatable printing quality
Field bus communication (8 different drives)
Easy integration
Solution: IclA IFS - Stepper
Benefits with IclA:
Reduction in size (footprint)
“Plug and Play” – no tuning required
Precise positioning
Field bus: CANopen
printer for SMT-applications
Fieldbus communication (8 different drives)

32. Applications – References
Printing
Wood and Furniture
Paper
Handling
Labelling
Textile
Electronics
Medical technology
Material Working: Rubber, Plastic Metal, Wood, Paper ...

33. Perspective IclA® - Product Range (1)
IclA Ixx:
Safety Functionality „Power Removal“ >> released in 2005
Internal Power Supply >> released in 2005
Fieldbus –
CANopen DS402 >> Next Generation IclA Ixx – Beginn of 2008
DeviceNet on demand!

34. Perspective IclA® - Product Range (2)
IFA – AC-Servo
Medium Power: >> Beginn of 2007
Absolute multiturn encoder >> Mid 2006
IFE/N06x – DC-Brushless
Power Extension for IFE >> in 2006
Wormgear for IFE >> in 2006
Power Extension for N06x >> on FTS-Basis from today
IFS - Stepper
ATEX certification for IFS 6x >> 2. Quarter 2006

35. Conclusion: Main benefits of Berger Lahr IclA®
Integrated Intelligence at the application:
Positioning Electronics, Power Electronics, Safety Function, Internal Power Supply
High Flexibility and Availability by modular variant configuration for easy integration and individual demands
Interference Resistance by internal motor wiring and high failure detection field bus
Little wiring(field bus + power supply). Significant reduction in costs and installation
Significant reduction in control cabinet space
No climatisation of control cabinet
Significant reduction in floor space

36. Thanks
for your attention