spectrum METAL FORMING Das Magazin für die Metallverarbeitungsindustrie Oktober 2012

Pressenliniensimulation parallelisiert Prozesse

Schnelles Setup von Pressenlinien

Servopressen

Energiesparende Servotechnik Hydroforming

Präzise Wiederholbarkeit

Inhalt

s p e c t r u m M E TA L F O R M I N G 2 0 1 2

p Editorial p Pressensimulation Andritz Metals, Bretten

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Setup von Presslinien in kürzester Zeit Press Line Simulation (PLS)

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Andritz Kaiser stellt Servopressen mit energiesparendem Antriebskonzept her

Produktivitätsschub von Pressenlinien Volkswagen AG, Deutschland

p Pressenautomation

Seite 14

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Automatisieren leicht gemacht AP&T AB, Schweden

Sabatier / M. Laurent

Servoelektrische Hydraulikpumpen

Lasco Umformtechnik GmbH, Deutschland

Dreiteilige Industrieverpackungen – mit Simotion in Rekordzeit gefertigt

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Optimal erprobt

S. Dunkes GmbH, Deutschland

p Schmiedepressen 20

Walzen leicht gemacht TMP, Russland

p Verpackungsmaschinen 22

Sicher verpackt

Sabatier S.A.S., Frankreich

p Bandanlagen 24

p Servopressen 10

p Tiefziehpressen

Schonend, schnell und sicher Kohler Maschinenbau GmbH, Deutschland

p Hydroformingmaschinen 26

Präzise Wiederholbarkeit Silfax, Frankreich

Neue Wege in der Umformtechnik ebu Burkhardt GmbH, Deutschland

Seite 22

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Zukunftsweisendes Antriebskonzept Andritz Kaiser GmbH, Deutschland

p Retrofit 16

Neue Höchstleistung dank Retrofit

Wilhelm Media

Automatic-Systeme Dreher GmbH, Deutschland

Sinamics Umrichter sind das Herzstück der Querteilanlage von Kohler

Seite 24

spectrum METAL FORMING 2012 Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft, Gleiwitzer Str. 555, 90475 Nürnberg

Verlag

Division Drive Technologies CEO Ralf-Michael Franke

Tel.: +49 (0) 91 31 91 92-5 01

Presserechtliche Verantwortung Benjamin Schröder

[email protected]

Publicis Publishing, Postfach 32 40, 91050 Erlangen Fax: +49 (0) 91 31 91 92-5 94 Redaktion: G. Stadlbauer, D. Pott

Die folgenden Produkte sind eingetragene Marken der Siemens AG: ET 200, DRIVE-CLiQ, MICROMASTER, MP, MP377, S7-300, SCALANCE, SIMATIC, SIMATIC Multi Panel, SIMATIC NET, SIMATIC Panel PC, SIMATIC Safety Integrated, SIMOTICS, SIMOTION, SimoTrans, SINAMICS, SINUMERIK, SIPLUS, SITRANS, STEP, WinCC

Die Informationen in diesem Magazin enthalten lediglich allgemenie Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nich immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden.

DTP: M. Willms Redaktionsbeirat Elke Pilhöfer, Stephan Schäufele

Wenn Warenzeichen, Handelsnamen, technische Lösungen oder dergleichen nicht besonders erwähnt sind, bedeutet dies nicht, dass sie keinen Schutz genießen.

Druck: Druckerei Wünsch, Neumarkt

Jobnummer: 002800/41993

Diese Ausgabe wurde auf Papier aus umweltfreundlich chlorfei gebleichtem Zellstoff gedruckt.

Titelbild: Siemens AG / P. Körber

Auflage: 2.000

Bestellnummer: E20001-A1740-P620

Printed in Germany

Verantwortlich für den fachlichen Inhalt Bernd Heuchemer

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spectrum METAL FORMING 2012

Layout: R. Degenkolbe, N. Wachter Schlussredaktion: S. Zingelmann

© 2012 by Siemens Aktiengesellschaft München und Berlin. Alle Rechte vorbehalten.

Editorial

„Umfangreiches Portfolio und Expertise für Pressen“

Metal Forming Team

Geschwindigkeit, Produktivität und Flexibilität sind die Hauptanforderungen an Maschinen in der Umformtechnik. Siemens bietet ein umfangreiches Portfolio an Lösungen für Servopressen an, das weltweit immer mehr Beachtung findet. Diese Erfolge sind nur deshalb möglich, weil wir unsere Produkte fortlaufend den aktuellen Erfordernissen anpassen. So wurde unser Motorenspektrum nach oben und nach unten abgerundet: zum einen durch den Simotics T-1FW4 Heavy Duty Torquemotor – mit knapp 30.000 Nm ideal geeignet für große Maschinen –, zum anderen durch den Simotics T-1FW3 Heavy Duty Torquemotor Achshöhe 200, der für kleinere Maschinen ausgelegt ist. Bei der Software haben wir unsere integrierte Bewegungsintelligenz in der Steuerung um die Funktionen Multipoint und Pendeln erweitert. Im Hinblick auf das Energiemanagement hat sich ebenfalls einiges getan: Wir bieten nun sowohl die Möglichkeit der kinetischen als auch der elektrischen Speicherung an. Das Besondere daran ist, dass die Energie im System gehalten und dadurch weniger Anschlussleistung benötigt wird. Zusätzlich liefern wir Ihnen Vorschläge zur optimalen Auslegung Ihrer Presse. Vor dem Hintergrund immer knapper werdender Ressourcen gewinnt aber auch das Thema Energieeffizienz zunehmend an Bedeutung. Mithilfe der Sinamics Servopumpe können hydraulische Pressen wesentlich effizienter betrieben werden. Dies hat eine Energieersparnis von bis zu 70 Prozent zur Folge. Als weiteres Highlight rundet die Software Press Line Simulation unser Portfolio ab. Sie dient zur umfassenden Programmierung, Analyse und Simulation mehrstufiger Pressen und trägt dazu bei, deren Potenzial optimal auszuschöpfen. Die wichtigste Neuerung in diesem Bereich besteht in der Verknüpfung des Planungssimulationswerkzeugs mit der Automatisierung. Damit wurden zwei bisher voneinander getrennte Bereiche direkt gekoppelt – eine Weltneuheit, von deren unzähligen Vorteilen Sie direkt profitieren werden. Um Ihnen unser umfassendes Know-how zur Verfügung stellen zu können, wird jeder einzelne Bereich von einem anderen Experten unseres Teams betreut. Egal um was es geht – ob um den Entwurf von Safety-Konzepten, um die Hydraulik einer neuen Presse oder um Trainings für die Inbetriebnahme –, wir haben den passenden Ansprechpartner mit den entsprechenden Antworten. Überzeugen Sie sich selbst! Ihr Metal Forming Team

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Pressensimulation

p Press Line Simulation (PLS)

Setup von Pressenlinien in kürzester Zeit Werden die vielen voneinander abhängigen Prozessschritte einer Pressenlinie simuliert, können Werkzeuge, Materialfluss und Pressenbewegungen bereits am PC optimiert werden. Das Ergebnis ist ein schneller Produktionsanlauf mit hohen Taktraten.

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eim Pressen-Setup – also der Vorbereitung, Einrichtung und Optimierung der Pressenlinie für ein Werkstück – muss eine große Zahl technologischer Aspekte, mechanischer Einstellungen und automatisierungstechnischer Parameter aufeinander abgestimmt werden, wobei eine chronologische Abfolge der Arbeitsschritte eingehalten werden muss. Aufgrund der hohen Komplexität des Gesamtprozesses sind fast immer mehrere zeitraubende Korrekturzyklen an Werkzeugen, Transfervorrichtungen und Steuerungsparametern notwendig, was das Setup bislang zeit- und auch kostenintensiv machte.

als auch alle prozessrelevanten Details im PC definiert, aneinander angepasst, optimiert und überprüft. Dabei können nicht nur alternative Prozessstrategien oder Bewegungsabläufe rasch und mit geringem Aufwand gegenübergestellt und verglichen, sondern auch Werkzeuge und Vorrichtungen anhand von Kontrollrechnungen vollständig verifiziert werden. Dadurch wird beim Pressen-Setup per Simulation sehr viel Zeit eingespart. Beim herkömmlichen Vorgehen kann mit der Überprüfung dagegen erst begonnen werden, wenn die entsprechenden Designphasen abgeschlossen bzw. Werkzeuge und Vorrichtungen bereits gebaut sind.

Zeit sparen durch Simulation

Präzises Abbild der Pressenlinie des Anwenders

Abhilfe schafft die Abbildung des PressenlinienSetups in einer Simulationsumgebung wie der „Press Line Simulation“ (PLS). Anhand eines technisch präzisen, modular aufgebauten Modells der Pressenlinie werden sowohl der grundlegende Fertigungsablauf

PLS auf einen Blick 3 Methodenplanung und Materialfluss: Überprüfung, ob die Blechteile die Presse in der geplanten Art und Weise durchlaufen können 3 Hubzahlbestimmung: Berechnung der maximalen Hubzahl für verschiedene Szenarien des Blechteiltransports 3 Werkzeugverifikation: Simulation von Treiber- und Schieber-Kombinationen, Test der Werkzeuge auf interne Kollisionen 3 Endkontrolle und Dokumentation: Überprüfung auf externe Kollisionen, Erstellung von Protokollen, Kommunikation mit den anderen Prozessbeteiligten

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Die Software „Press Line Simulation“ von Siemens besteht aus einer einheitlichen Grundsoftware mit der Simulationsalgorithmik und Bedienoberfläche sowie Bibliotheken mit grundlegenden, an die konkrete Anlage angepassten Modellen aller benötigten Simulationskomponenten (Pressstationen, Ziehkissen, Leer- und Orientierstationen, Materialzufuhr und Ablage, Tooling-Komponenten, Steuerungsund Antriebssystem). Damit eignet sich das Setup per PLS grundsätzlich für sehr verschiedene Pressenkonzepte, entfaltet sein größtes Potenzial aber bei Servopressen und Pressenlinien mit elektronischem Transfer. Für den Einsatz des PLS an einer realen Pressenlinie werden die bestehenden Modellkomponenten so angepasst, dass sie den Gegebenheiten der realen Pressenlinie so exakt wie möglich entsprechen – insbesondere im Hinblick auf kollisionsrelevante Geometrien und wichtige Programmierparameter. Die Softwarestruktur des PLS erlaubt die getrennte Bearbeitung jedes Funktionsbereichs einer Pressenlinie, sodass jede PLS-Installation mit den im Einzel-

PLS bietet dem Nutzer viele Vorteile wie zum Beispiel die Berechnung zur dynamischen Verformung der Blechteile bei hohen Hubzahlen

Einrichtungszeit reduzieren

Siemens AG

Hubzahl erhöhen

Vorrichtungsbau optimieren

Fehlerfreie Werkzeuge einbauen

fall benötigten pressenspezifischen Funktionen ausgestattet ist. Um das Setup der Linie für einen konkreten Werkzeugsatz auszuführen, werden Werkstück- und Werkzeugdaten aus dem CAD/CAM-System importiert. Anschließend wird der Fertigungsprozess am PC in allen Details geplant, verifiziert und optimiert. Die Kollisionsprüfung umfasst den Bauraum des Werkzeugs und mögliche Kollisionen während des Blechtransports. Zusätzlich berechnet ein vereinfachtes FEM-Verfahren im PLS die dynamische Deformation des Bleches in Abhängigkeit von der Hubzahl. So lassen sich ein zuverlässiger, kollisionsfreier Transport und eine saubere Positionierung der Bleche auch bei sehr hohen Hubzahlen erzielen.

Optimales Zusammenspiel von Steuerung und PLS Eine besonders einfache und prozesssichere Verknüpfung der Simulation mit der realen Pressenlinie ist gegeben, wenn die Pressensimulation nicht nur die tatsächlich auf den Hardware-Controllern der Presse eingesetzte Software umfasst, sondern auch einen direkten Datenaustausch mit der Pressensteuerung ermöglicht. Für das in vielen Pressenlinien eingesetzte Motion-Control-System Simotion ist dies seit Kurzem im PLS gegeben. So können einerseits die aktuellen Bewegungskurven der Stößel und des Transfers aus den Simotion Controllern abgefragt und in der Simulation visualisiert

werden. Andererseits können in der Simulation optimierte und verifizierte elektronische Kurvenscheiben für die einzelnen Antriebe der Presse und des Transfers direkt in die Controller geladen werden – das spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch die Wahrscheinlichkeit von Übertragungsfehlern erheblich.

Zeit und Kosten sparen, Produktivität verbessern Mit PLS wird das Pressensetup einfacher, schneller und sicherer, was den Produktionsanlauf beschleunigt und den produktiv nutzbaren Zeitrahmen erweitert. Zudem kann die Produktivität der Pressenlinie gesteigert oder zumindest besser ausgenutzt werden. Außerdem werden mit PLS weiterführende Fertigungsverfahren, wie der Einsatz von Mehrfachwerkzeugen viel einfacher beherrschbar. Insgesamt führt der Einsatz von Press Line Simulation damit zu einer erheblichen Steigerung der Fertigungskapazität und ermöglicht die Flexibilität, auf kurzfristige Anforderungen zu reagieren. In umkämpften Märkten wie beispielsweise der Lohnfertigung oder den Zuliefer-Industrien wird die Pressenliniensimulation darum zunehmend unverzichtbar. p i nfo kont a k t

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Pressensimulation

p Volkswagen AG, Deutschland

Produktivitätsschub für Pressenlinien Höhere Hubzahlen, flexible Fertigung und schnelle Produktwechsel – so lauten einige der Vorteile, die die Umstellung auf elektronischen Transfer im Volkswagen-Presswerk Wolfsburg mit sich gebracht hat.

Volkswagen AG / Siemens AG

Bei der Fertigung von Korosserieteilen im Presswerk von Volkswagen fallen häufige Produkt- und Werkzeugwechsel an

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m Zuge der Modernisierung des Presswerks hat Volkswagen Wolfsburg drei rund 15 Jahre alte Pressenlinien einem Retrofit unterzogen. Die immer schwerer abzusichernde Ersatzteilversorgung für die Steuerungstechnik hat die Verantwortlichen dazu bewogen, den mechanischen Transfer in den Linien auf bewegungsgeführte Servo-Antriebe umzustellen.

Retrofit ermöglicht rasche Umrüstung der Linien Die Modernisierung der Pressenlinien führte Volkswagen selbst durch, als Partner für die elektrotechnische Ausrüstung wurde Siemens jedoch schon frühzeitig mit eingebunden. Was Hard- und Software betraf, so konnte Volkswagen auf interne Standards aufsetzen, die im Verlauf früherer Projekte gemeinsam mit Siemens erarbeitet worden sind. „Wir setzen beispielsweise fehlersichere Simatic SPS und Simotion Hardware-Controller ein. Softwareseitig verwenden wir unter anderem einen Hydraulikregler, der von Siemens und Fraunhofer entwickelt wurde“, erläutert Mark Walz, Projektleiter der Volkswagen AG für Pressenretrofits in Wolfsburg. Auf den drei Pressenlinien werden verschiedene Karosserieteile gefertigt, wobei häufige Produkt- und Werkzeugwechsel anfallen. Für die Produktionsplanung ist es daher wichtig, die Linien bei Bedarf rasch umrüsten zu können. Außerdem sollten die Werkzeuge, Einstellungen und Bewegungsprofile zwischen den Linien austauschbar sein. Das heißt, dass alle drei Linien die Mehrteilefertigung beherrschen müssen.

Pressenliniensimulation schöpft das Potenzial voll aus Trotz unterschiedlicher Presskraft hat Volkswagen alle drei Linien mit identischen Komponenten ausgerüstet, sprich leistungsgleichen Einspeisungen, Antriebsreglern und Motoren. „Die Einsparung überwiegt die Mehrkosten einzelner Komponenten jedoch bei Weitem“, betont Walz. Der Einbau des mehrachsigen elektronischen Transfers erweitert zudem die Möglichkeiten, das Blech zu positionieren. Die Leistungsfähigkeit des geplanten Transfers wurde mit der neuen Pressenliniensimulation schon vorab überprüft. Dabei wurde mit der Software „Press Line Simulation“ ein virtuelles Modell erstellt, das alle mechanischen, elektrischen und softwaretechnischen Aspekte abbilden kann, die für die dynamische Bewegungsführung relevant sind. „Ohne eine derartige Prüfung kann man die Leistungsfähigkeit eines servogetriebenen Transfers gar nicht richtig ausnutzen“, so Walz. Erste Simulationen bestätigten dann auch, dass für einen prozesssicheren Blechtransport bei hohen Hubzahlen zusätzliche Zeit benötigt wird. Gewonnen wurde die zur Reduktion der Maximalbeschleunigung benötigte Zeit durch einen Phasenversatz der Stößel. Dadurch konnte trotz höherer Hubzahlen ein sicherer Teiltransfer umgesetzt werden.

Gesteigerte Produktivität und höhere Verfügbarkeit Bei den umgebauten Pressenlinien wurde zudem erstmals eine direkte Datenverbindung zwischen der Pressenliniensimulation und den Steuerungen der Pressenlinien geschaffen. Die vorbereiteten Bewegungsprofile können so in Sekundenschnelle auf die Anlage überspielt werden. Ebenso können die auf der Anlage aktuell vorhandenen Bewegungsprofile in die Simulation geladen, optimiert und zurück auf die Steuerungen übertragen werden. Somit verkürzt die Simulation nicht nur die Setup-Zeiten bei der Einführung neuer Werkstücke, sondern beschleunigt auch die Wiederaufnahme der Produktion nach dem Werkzeugwechsel. Die dadurch erzielte Steigerung der Produktivität ermöglicht es langfristig, die Zahl der Pressenlinien von 17 auf 8 zu reduzieren. Das erschließt einerseits ganz erhebliche Einsparpotenziale, erhöht andererseits aber auch die Abhängigkeit von den einzelnen Maschinen. Eine Verfügbarkeit von mindestens 96 Prozent zu erreichen, galt aus diesem Grund als eine weitere wichtige Zielsetzung des Retrofits. Die Pressenlinien werden deshalb mit dem Condition-Monitoring-System Siplus CMS überwacht. Erfreulich ist auch der drastisch reduzierte Energieverbrauch. Dank der Zwischenkreiskopplung der Sinamics Umrichter kann die bei den zyklischen Bewegungen regelmäßig anfallende Bremsenergie direkt wieder für Beschleunigungsvorgänge genutzt werden. Zudem kann komplett auf wartungsintensive, unterbrechungsfreie Stromversorgungen verzichtet werden. Denn durch die konsequente Zwischenkreiskopplung reicht die in der Presse gespeicherte kinetische Energie aus, um bei einem Netzausfall alle Achsen gezielt in eine sicheren Parkposition zu bringen und die gesamte Steuerungstechnik geordnet herunterzufahren.

Einfach, kostengünstig und flexibel Alle Beteiligten haben das Projekt als großen Erfolg bezeichnet: Die reduzierte Systemkomplexität der Automation hat sie begeistert. Das Retrofit hat demnach einen wichtigen Beitrag zur Standardisierung der Maschinenautomatisierung im Presswerk geleistet. Zudem wird die Instandhaltung bei entsprechend durchgängiger Technik sehr viel einfacher und kostengünstiger. Durch den elektronischen Transfer wird auch der Blechtransport wesentlich flexibler. Außerdem können die Bleche nun überaus präzise positioniert werden. Angesichts des enormen Produktivitätsschubs im Presswerk hat sich das Retrofit auf lange Sicht als weitaus wirtschaftlicher erwiesen als die Neuanschaffung von Pressenlinien mit vergleichbarer Leistung. p

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Pressenautomation

p AP&T AB, Schweden

Automatisieren leicht gemacht Der schwedische Spezialist für Workflow-Automatisierung AP&T hat durch den Einsatz standardisierter Elektrotechnik die gesamte Automation in einem Schaltschrank untergebracht und dadurch die Kosten erheblich reduziert.

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as schwedische Unternehmen Automation, Press and Tooling (AP&T) entwickelt, produziert und vermarktet Automationsanlagen, Pressen, Werkzeuge und komplette Fertigungslinien für die Metallumformungsindustrie. Eine der Kernkompetenzen von AP&T liegt im Bereich der Workflow-Automatisierung. Das Unternehmen liefert Gesamtlösungen, bei denen es für alle Teilbereiche verantwortlich zeichnet. Nun ist es AP&T gelungen,

dahl fort. „Der Einsatz von Simotion hat zu einer erheblichen Reduzierung unserer Konstruktionskosten geführt“, resümiert er. Durch Modularisierung und Standardisierung wurden zudem Freiräume für die Beschäftigung mit anderen Aspekten geschaffen. Das Motion-Control-System Simotion gilt demnach als Voraussetzung für Modularisierung und Standardisierung – und somit auch für die Entwicklung von Komplettlösungen im Bereich der Workflow-Automa-

»Die Endnutzer schätzen vor allem die garantiert hochwertige Qualität der von Siemens gefertigten Produkte.« Christer Bäckdahl, Entwicklungsleiter der AP&T AB

die Automation so weit zu standardisieren, dass die dafür erforderliche Technik in nur einem einzigen vormontierten Schaltschrank untergebracht werden konnte. Dieser reicht nun aus, um Roboter und andere Automationseinheiten betreiben zu können.

Einsatz von Simotion schafft Freiräume „Wir haben uns schon früh auf die konsequente Modularisierung konzentriert und gleichzeitig die strenge Standardisierung dieser Module verfolgt“, berichtet Christer Bäckdahl, Entwicklungsleiter bei AP&T. „Seit 2006 stützt sich unsere Automation nun schon auf das Motion-Control-System Simotion. Besonders wichtig ist uns, dass Simotion standardisierte modulare Maschinenkonzepte unterstützt, wie wir sie in der Mechanik einsetzen. So können diese auf die Elektronik übertragen werden und schließlich in der Software Berücksichtigung finden“, fährt Bäck-

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tisierung beziehungsweise für die Fertigung der kundenspezifischen Schaltschranklösungen.

Rasche Inbetriebnahme und hohe Kundenakzeptanz Gemeinsam mit Siemens Schweden gelang es AP&T, mithilfe einer einzigen Schaltschrankvariante sämtliche Einheiten zu automatisieren. Zu diesem Zweck wurden die Signalverläufe und -bezeichnungen standardisiert, konfliktfreie Kennungen für Adressen und Variablen zugeordnet, Energiebedarf und Anschlusswerte auf alle einschlägigen Maschinenmodule abgestimmt sowie ausfallsichere Simatic ET 200S Module für sämtliche Sicherheitseinrichtungen konfiguriert. Anhand dieser Vorgaben wurde die Auslegung des Schaltschranks vom Chemnitzer SiemensWerk für Kombinationstechnik optimiert. Dort wurde sowohl eine nach IEC als auch eine nach UL zertifi-

Die konsequente Modularisierung erlaubt den Einsatz einheitlicher standardisierter Schaltschränke für Zuführeinrichtung, Presse und Stapler

zierte Ausführung entwickelt. Beide Ausführungen sind entweder mit elektrischer Kühlung oder aber mit Wasserkühlung erhältlich. Kurz vor der Inbetriebnahme werden die Schaltschränke in komplett vorgeprüftem Zustand aus dem Lager geholt und per Profinet und Motorkabel an die Maschine angeschlossen. Der Servicetechniker installiert daraufhin die Standardsoftware und stellt die kundenspezifischen Maschinenparameter auf der CPU ein – und schon kann die Inbetriebnahme erfolgen. „Die standardisierten Schaltschränke führen nicht bloß zur Kostensenkung, was Konstruktion, Montage und Inbetriebnahme betrifft. Auch die Durchlaufzeit ist nun kürzer“, stellt Bäckdahl fest. „Davon profitieren wir bei jedem einzelnen Auftrag.“ Da die Schaltschränke sehr kompakt sind, ergeben sich darüber hinaus Vorteile bei Transport und Lagerung. „Die kompakte Größe trägt sicherlich auch dazu bei, dass die Schaltschränke so gut bei den Endnutzern ankommen. Vor allem schätzen sie aber die garantiert hochwertige Qualität der von Siemens gefertigten Produkte“, resümiert der Entwicklungsleiter. Durch die Modularisierung und Standardisierung der Steuerungs- und Antriebstechnik eröffnen sich jedoch noch weitere Perspektiven. Je nach Fertigungsaufgabe können nun auch rezeptgesteuerte Konfigurationen mit anderen Stationen zur Bildung von Pressengruppen eingesetzt werden, die nach Synchronisierung und Koordinierung der einzelnen Anlagen den laufenden Auftrag über einen bestimmten Zeitraum bearbeiten. Falls die nächste Fertigungsaufgabe dies erfordert, kann der Betreiber ein anderes Rezept aktivieren und anhand dessen die Presse mitsamt Zuführ- und Stapeleinheit als Einzelmaschine oder in einer anderen Anlagenkonfiguration einsetzen.

Neue Qualität bei standardisierten Schaltschränken

Fotos: W. Marschner

Dank der leicht verständlichen und flexibel einsetzbaren Module und Standards konnte AP&T einmal mehr seine Kompetenz in diesem Bereich unter Beweis stellen. Durch die Standardisierung der elektrischen Einrichtungen für die modular aufgebauten Maschinen der Metallumformer wurde eine neue Qualität im Hinblick auf die standardisierten Schaltschränke erreicht. Neben einer einfacheren und schnelleren Umsetzung von Kundenaufträgen ermöglichen die standardisierten Schaltschränke auch eine noch flexiblere, rezeptgesteuerte Konfigurierung der Maschinenmodule zum Aufbau ganzer Fertigungslinien. p

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Servopressen

p Lasco Umformtechnik GmbH, Deutschland

Servoelektrische Hydraulikpumpen Der Pressenhersteller Lasco setzt zur Massivumformung und Optimierung großer Hydraulikpressen eine servoelektrische Pumpensteuerung ein und erzielt dadurch neben Energieeinsparung g p g auch eine höhere Dynamik. y

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ie Lasco Umformtechnik GmbH, ein renommierter Hersteller von Anlagen für die Massivund Blechumformung aus dem oberfränkischen Coburg, arbeitet konsequent an Prozess- und Technologieverbesserungen. Ein solcher technologischer Meilenstein ist die Servotechnik, wie sie in einer unlängst ausgelieferten Tiefziehpresse mit 800 Tonnen Presskraft für bis zu 40 Hübe pro Minute zum Einsatz kommt. Diese bietet sowohl auf technischer als auch auf energetischer Ebene große Vor-

» Mit unserer neuen Servotechnik ermöglichen wir den Betreibern eine Energieeinsparung in

Pluspunkte: Energieeinsparung und Systemdurchgängigkeit

Servotechnik liefert hervorragende Ergebnisse

Durch den Einsatz der Servotechnik verbessert sich auch die Energiebilanz deutlich. „Während früher große Kühlsysteme für das Öl eingesetzt werden mussten, genügen bei der Servotechnik erheblich kleiner dimensionierte Aggregate“, so Barnickel. Die auf diese Weise erreichte Wirkungsgradverbesserung, die der Pressenhersteller weit im zweistelligen Bereich sieht, macht sich konkret durch eine massive Einsparung von Stromkosten im Vergleich zu älteren Maschinen bemerkbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Dekompression der Hydraulikflüssigkeit sogar noch Energie zurückgewonnen werden kann. „Bei anderen Konzepten würden im Gegenteil sogar zusätzliche Wärmeverluste entstehen“, erklärt Barnickel.

Das Herzstück dieser Lösung bilden Servomotoren, die direkt an die Hydraulikpumpen angeflanscht werden. Die Leistungsansteuerung des Antriebs wird über einen Frequenzumrichter Sinamics S120 geregelt, während die gesamte Weg-, Geschwindigkeitsund Positionsregelung der Achse von der Steuerung Simotion D445 übernommen wird. „Erste Erfahrungswerte haben gezeigt, dass eine solche Servo-

Als weiteren Pluspunkt bewertet Barnickel die Systemdurchgängigkeit, die Siemens mit seinen Lösungen bietet. So wird der Servomotor Simotics M-1PH8, den es als Synchron- und als Asynchronmotor gibt, vom Frequenzumrichter automatisch identifiziert und dessen Parameter eingelesen. Welcher Motor der passende ist, entscheidet die Anwendung,

spürbarem Umfang. « Harald Barnickel, Bereichsleiter Elektrotechnik der Lasco Umformtechnik GmbH

teile. „Unter anderem ermöglichen wir den Betreibern mit unserer neuen Servotechnik eine Energieeinsparung in spürbarem Umfang“, berichtet Harald Barnickel, Bereichsleiter Elektrotechnik bei Lasco.

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technik in vielerlei Hinsicht hervorragende Ergebnisse liefert – sowohl energetisch als auch technologisch“, bestätigt der Elektroingenieur. Mit der Tiefziehpresse sollen in sechs aufeinander folgenden Stationen Sitzschienen für Kraftfahrzeuge gefertigt werden. Presskraft und Hubgeschwindigkeit mussten in diesem Fall einem individuellen Bewegungsprofil angepasst werden. Der Druck für die Presskraft kann dabei mithilfe des Drehmoments am Servomotor eingestellt werden. Die Stößelgeschwindigkeit wird hingegen über die Drehzahl am Motor und damit über den Volumenstrom der Pumpe reguliert. Dank dieser Technik lassen sich in der Presse bis zu 40 Prozent an Ventiltechnik einsparen.

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Lasco

sprich die geforderte Dynamik. „Letztendlich sorgt dieses neue Antriebskonzept für hydraulische Pressen auf Basis einer servoelektrischen Pumpensteuerung für eine deutliche Gesamtverbesserung“, resümiert Barnickel. „Denn neben der bereits erwähnten Möglichkeit der Energieeinsparung sind wir den reinen Ventilsteuerungen dank der unglaublich präzisen Regelbarkeit natürlich auch um einiges voraus.“

Sicherheit integriert Für die Steuerung der Gesamtanlage hat sich Lasco für die fehlersichere Simatic S7-319F 3PN/DP entschieden. „Sie bietet uns die Freiheit, die gesamte Sicherheitstechnik ohne großen Zusatzaufwand umsetzen zu können“, erläutert Barnickel. Über dezentrale Peripheriestationen Simatic ET 200S werden die fehlersicheren Signale eingelesen und über Profisafe an die Steuerung übermittelt. Für den Pressenexperten eine elegante Gesamtlösung: „Damit erreichen wir klare Strukturen in der Maschine.“ Beispielsweise gibt es in der Regel zwei überwachte Ventile, die beim Einrichtbetrieb die Sicherheit des Pressenstößels gewährleisten. Eleganter ist nun die neue Lösung, bei der im fehlersicheren Frequenz-

umrichter Sinamics S120 unter anderem die reduzierte Geschwindigkeit (Safely Limited Speed: SLS) und auch ein sicherer Stop (Safe Stop 1: SS1) überwacht wird.

Überzeugendes Gesamtkonzept

Die servoelektrische Pumpensteuerung in der Lasco-Presse arbeitet deutlich energiesparender als herkömmliche Ventilregelungen

Die Entwicklung der neuen Servotechnik für hydraulische Großpressen auf Basis des Motion-ControlReglers Simotion bei der Lasco Umformtechnik GmbH hat schon nach kurzer Zeit zu großem Interesse bei den Anwendern geführt. Dank des Standardkonzepts aus dem Servomotor Simotics M-1PH8, dem Frequenzumrichter Sinamics S120 und der Motion-Control-Einheit haben Dynamik, Präzision und Energieverbrauch wichtige Impulse erfahren. „Und das alles, weil wir es gewagt haben, in der hydraulischen Presse der servoelektrischen Pumpensteuerung gegenüber der Ventiltechnik den Vorzug zu geben“, erklärt Barnickel. p

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Servopressen

p ebu Burkhardt GmbH, Deutschland

Neue Wege in der Umformtechnik Eine servoelektrische Antriebs- und Regeleinheit verbessert die Möglichkeiten moderner Stanzautomaten. Die dadurch gewonnene Flexibilität begeistert den Maschinenhersteller.

fränkische Unternehmen heute zu diesem Zweck eine servoelektrische Antriebs- und Regeleinheit ein.

Erstellung individueller Bewegungsprofile Diese Aufgabe übernehmen bei dem Bayreuther Umformspezialisten unter anderem zwei Torquemotoren Simotics T-1FW4 Heavy Duty. Denn mithilfe dieser modernen Technik lässt sich die benötigte Energie auch per elektrischer Schwungmasse auf-

Die Servopresse von ebu Burkhardt glänzt mit einem servoelektrischen Antriebskonzept

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Alle Bilder: ebu Burkhardt GmbH

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ie Kernkompetenz der ebu Burkhardt GmbH aus Bayreuth liegt im Bereich der Stanz- und Umformtechnik. Die Herstellung von Stanzautomaten steht dabei im Mittelpunkt. Das Produkt blieb bis zum heutigen Tag dasselbe, doch die Technik hat sich im Lauf der Zeit gewandelt: Während früher eine entsprechend große Schwungmasse dafür Sorge getragen hat, dass die benötigten Kräfte beim Stanzvorgang zur Verfügung stehen, setzt das

bringen. Die mechanische Schwungmasse wird dadurch obsolet. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass sich mit der servoelektrischen Antriebslösung ohne Weiteres individuelle Bewegungsprofile auf den Stößel und somit auf das Werkzeug übertragen lassen. Durch den Einsatz der Servotechnik können demnach vollkommen neue Wege in der Umformtechnik beschritten werden. „Die Servotechnik birgt ein großes Potenzial in sich. Sie ist sehr flexibel in der Handhabung. Außerdem lässt sich damit eine bessere Teilequalität erreichen“, begründet Jörg Berger, Geschäftsführer der ebu Burkhardt GmbH, die Entscheidung für die Servotechnik.

Intelligente Zwischenspeicherung elektrischer Energie „Trotz neuer Technik muss am Ende die Energiebilanz stimmen“, fährt Berger fort. Um das gewährleisten zu können, wird die elektrische Überschussenergie aus dem Stanzvorgang in anderen Systemen zwischengespeichert. Dies geschieht mithilfe des Frequenzumrichters Sinamics S120, der die Drehzahl des Torquemotors bestimmt. Durch die integrierte Rückspeisefähigkeit der wassergekühlten Leistungsteile ist das Gerät in der Lage, den zurückgewonnenen Strom aus den Bremsvorgängen in den Zwischenkreis zu induzieren. Der Strom steht dann für den nächsten Stanzvorgang wieder zur Verfügung. Zusätzlich gibt es noch eine weitere Möglichkeit der

» Durch die fortlaufend enge Zusammenarbeit mit Siemens wissen wir bereits frühzeitig, mit welchen Innovationen im Bereich der Steuerungs-, Regel- und Schalttechnik zu rechnen ist. Das unterstützt uns dabei, innovative Maschinen zu bauen.«

Speicherung überschüssiger Energie. Zu diesem Zweck wird ein zusätzlicher Asynchronmotor im Stanzautomat auf Drehzahl gebracht und dient damit als kinetischer Energiespeicher. Er wirkt im Moment des Stanzens wie ein Generator und liefert so bei Bedarf den zusätzlich benötigten Strom.

Servotechnik ermöglicht hohe Flexibilität Sämtliche Vorgänge werden von einer Simotion 435D geregelt. Diese Motion-Control-Einheit übernimmt aber nicht nur die Bewegungssteuerung, sondern bietet aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit auch die Möglichkeit der gesamten Maschinensteuerung. Dadurch wird der Einsatz einer zusätzlichen Steuerung überflüssig. „Die servoelektrische Antriebstechnik in Verbindung mit Simotion ermöglicht es uns, deutlich näher an technologische Grenzen zu gehen, als es bisher der Fall gewesen ist“, resümiert Berger. Der größte Vorteil der servoelektrischen Antriebstechnik besteht jedoch in der Möglichkeit der flexiblen Anpassung an Produktionsprozesse bzw. an unterschiedliche Werkstücke. „Mit dieser neuen Lösung bilden wir rund 80 Prozent der Standardmaschinen ab“, berichtet Berger. Mit der MotionControl-Einheit lassen sich demnach unterschiedliche Bewegungsprofile speichern, die vom Servoantrieb dann auf das Werkstück gebracht werden. „Über eine derart schnelle Kurvenumschaltung verfügt in dieser Art und Weise bisher noch niemand“, weiß Berger. Durch diese variablen Bewegungsprofile sind zudem auch stufenweise Umformprozesse denkbar. Dadurch lassen sich neben einer besseren Teilequalität auch Prozessverbesserungen erzielen.

Dank Systempartner zur Spitzenposition „Dieser technologische Vorsprung gelang uns zusammen mit unserem Systempartner Siemens“, so Berger. Dank der zusätzlichen Unterstützung bei Projektierung, Auslegung und Inbetriebnahme konnte die beschriebene Servotechnik bis zur Marktreife entwickelt werden. Der Maschinenhersteller setzt dabei gezielt auf die Durchgängigkeit nach dem Vorbild von Totally Integrated Automation, wie sie von Siemens angeboten wird. „Es kommt uns sehr zugute, dass unser Systempartner eine Vielzahl bewährter Lösungen im Portfolio hat, die allesamt aufeinander abgestimmt sind“, betont Berger. „Durch die fortlaufend enge Zusammenarbeit wissen wir außerdem bereits frühzeitig, mit welchen Innovationen im Bereich der Steuerungs-, Regel- und Schalttechnik zu rechnen ist. Das unterstützt uns bei unserem Wunsch, innovative Maschinen zu bauen. Schließlich wollen wir uns technologisch im Spitzenfeld bewegen – und mit der neuen Servotechnik tun wir das auch“, freut sich der Geschäftsführer. p

Jörg Berger, Geschäftsführer der ebu Burkhardt GmbH

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Servopressen

Andritz Metals, Bretten

Auf dieser 800-Tonnen-Presse KSTU 8000 von Andritz Kaiser produziert Hako Automotive unter anderem anspruchsvolle Tiefziehteile für die Automobilindustrie

p Andritz Kaiser GmbH, Deutschland

Zukunftsweisendes Antriebskonzept Durch die Kombination des bewährten Schleppkurbelsystems mit einem innovativen Servoantriebskonzept konnte Andritz Kaiser die Produktivität und Energieeffizienz seiner Stanz- und Umformpressen deutlich erhöhen.

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as patentierte Schleppkurbelsystem der Andritz Kaiser GmbH aus Bretten in der Nähe von Karlsruhe hat sich in den letzten 20 Jahren an über 300 Stanz- und Umformpressen in der rauen Praxis bewährt. Das „intelligente Getriebe“, wie Geschäftsleiter Stefan Kaiser den Schleppkurbelantrieb nennt, zeichnet sich durch ein variables Übersetzungsverhältnis und – im Vergleich zu herkömmlichen Exzenterpressen – annähernd doppelt so große Kraftwege im Arbeitsbereich aus. Zudem wird die Stößelbewegung durch den Servoantrieb frei programmierbar. Sie ist demnach hoch-

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flexibel und kann noch besser an unterschiedliche Aufgaben oder Materialien angepasst werden. Durch die optimierte Bewegungsführung erhöht sich bei vielen Teilen die Ausbringung um bis zu 80 Prozent im Vergleich zu Exzenterpressen.

Geringerer Verbrauch dank energieeffizienter Antriebe Da die Grundbewegung eines Schleppkurbelantriebs dem Bewegungsprofil einer Servopresse sehr nahe kommt, kann die Anzahl der notwendigen Antriebsmotoren im Vergleich zur reinen Exzenterpresse

meist deutlich reduziert werden, wodurch sich der Energieverbrauch erheblich verringert. An allen Servopressen wurden drehmomentstarke, wassergekühlte Komplett-Torquemotoren der Baureihe Simotics T-1FW3 eingesetzt. Mittig über der Presse angeordnet treiben ein oder mehrere dieser Torquemotoren über ein Innenzahnrad das Schleppkurbelsystem und damit den Stößel an. Vervollständigt wird das Antriebssystem durch einen Energiespeicher, wahlweise in Form von Kondensatormodulen oder eines zusätzlichen Kompakt-Asynchronmotors der Baureihe Simotics M-1PH8. Dieser speichert die beim Abbremsen erzeugte generatorische Energie zwischen und gibt sie zur Abdeckung von Lastspitzen bei Beschleunigungsvorgängen wieder ab.

Gezielte Bewegungsführung mit Simotion Die Schleppkurbel-Servopressen von Andritz Kaiser werden vom Motion-Control-System Simotion D445 in der Aufbautechnik des modularen Antriebssystems Sinamics S120 gesteuert. Mit dem für den Einsatz der Simotion an Servopressen entwickelten „Kurvengenerator“-Tool wird automatisch ein optimiertes Stößelverfahrprofil generiert. Der Pressenhersteller hat das Tool unter Simatic WinCC flexible in seine Bedienoberfläche integriert und ein einfaches Bedienbild für ein Simatic Multi-Panel MP377 erstellt. Das Einfahren neuer Werkzeuge wird durch ein Handbediengerät erleichtert. Dank Servoantriebstechnik lassen sich damit auch beliebige Stößelpositionen exakt

Transferzeit erweitert. Der Bediener erkennt damit auf einen Blick die aus seinen Eingaben resultierende Vorschublänge beziehungsweise die Transferzeit. Dadurch wird ein einfacher Abgleich mit der Transfersteuerung ermöglicht. Dieser zeigt, ob das gewählte Bewegungsprofil von der Maschine gefahren werden kann. „Die Prozesse werden immer komplexer und daher muss die Presse auch für angelernte Bediener einfach und sicher beherrschbar bleiben“, erklärt Wiedenmann und ergänzt: „Mit dem Simotion Kurvengenerator kann das gewährleistet werden.“ Um die notwendige Sicherheit gewährleisten zu können, haben sich die Verantwortlichen bei Andritz Kaiser für eine Simatic S7-300F mit fehlersicherer CPU S7-317F-2 DP entschieden. Im dazugehörenden Optionspaket Distributed Safety ist auch eine Zusatzbibliothek mit Pressensicherheitsbausteinen enthalten. Der Kurvengenerator ist integraler Bestandteil der Pressensteuerung.

Steigerung von Produktivität und Produktqualität Einer der ersten Anwender der jüngsten Servopressengeneration von Andritz Kaiser ist Hako Automotive, ein Geschäftsbereich der Ferdinand von Hagen Söhne & Koch GmbH & Co. KG. Auf einer Schleppkurbel-Servopresse KSTU 8000 mit 800 Tonnen Presskraft, 400 Millimeter Hub und automatischer Hubverstellung fertigt die Wuppertaler Stanzerei komplexe Struktur- und Bauteile für führende Automobilhersteller. Die Vielfalt der Stanz- und Umformteile

»Die Prozesse werden immer komplexer und die Presse muss auch für angelernte Bediener einfach und sicher beherrschbar bleiben. Mit dem integrierten Simotion Kurvengenerator kann das gewährDer Simotion Kurvengenerator errechnet automatisch eine optimierte Stößelbewegung und ermittelt die exakte Vorschublänge beziehungsweise Transferzeit

anfahren und in das Programm übernehmen. Neu hinzugekommen ist die sogenannte Multi-PointFunktion. Damit können an jeder beliebigen Stelle des Stößelweges Stützpunkte programmiert werden. An solchen Stützpunkten lässt sich die Umformbewegung reduzieren, um beispielsweise Gewinde zu schneiden oder Einlegeteile einzubringen. „Derartige Hybridverfahren werden in Zukunft immer mehr gefordert werden“, prognostiziert Wolfgang Wiedenmann, stellvertretender Vertriebsleiter bei Andritz Kaiser. Der Pressenhersteller hat den bewährten Kurvengenerator zudem um das Feld Vorschublänge/

leistet werden.« Wolfgang Wiedenmann, stellvertretender Vertriebsleiter, Andritz Kaiser GmbH

erfordert eine besonders flexible Maschine. „Die Erfahrungen und Ergebnisse bei Hako Automotive und anderen Anwendern waren durchweg überzeugend. Unsere Erwartungen in puncto Produktivität, Produktqualität und Energieeffizienz wurden deutlich übertroffen. Der Bedienkomfort ist dabei gewohnt hoch, das Maschinenhandling jedoch einfach“, fasst Stefan Kaiser zusammen. p i nfo kont a k t

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Retrofit

p Automatic-Systeme Dreher GmbH, Deutschland

Neue Höchstleistung dank Retrofit Ein schneller Belader, frei programmierbare Transfers und Shuttles bilden die Basis einer durchgängig neu automatisierten Pressenlinie für Kfz-Strukturteile. Vorteile sind eine höhere Ausbringung, mehr Flexibilität sowie eine langfristig gesicherte Ersatzteilversorgung.

Dreher GmbH

Die von Dreher Automation und Siemens modernisierte Pressenlinie bietet eine um rund 30 Prozent höhere Ausbringung

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B

ei der Audi AG in Neckarsulm war die Elektroausrüstung der bewährten sechsstufigen Pressenlinie für Kfz-Strukturteile in die Jahre gekommen: Die Total Productive Maintenance (TPM)-Maßnahmen stiegen an und die Ersatzteile sind nur mehr schwer auf dem Markt zu beschaffen. Das Unternehmen hat sich deshalb für ein umfassendes Retrofit seines Presswerks in Neckarsulm entschieden. Dabei wurde die starre mechanische Kopplung der Transfereinrichtungen an die Stößelbewegung durch eine zeitgemäße Lösung ersetzt.

Erhöhung der Hubzahl als oberste Priorität Durchgeführt wurde das Retrofit von der AutomaticSysteme Dreher GmbH aus Sulz-Renfrizhausen. Dreher hat die alte mechanische Automation durch eine durchgängige elektronische Lösung ersetzt, während Siemens die Steuerungen sowie die Bedien- und Beobachtungssysteme der sechs Pressen erneuert hat. „Als Siemens Solution Partner Automation haben wir bereits bei mehreren gemeinsamen Projekten

Frei positionier- und programmierbar Drehers elektronische Transfers bestehen aus zwei identisch aufgebauten Einheiten für jede Pressenseite. Damit können Platinen in allen drei Achsen frei positioniert werden – und das prinzipiell unabhängig von der Stößelbewegung. Wiederum unabhängig davon können nun auch die Verfahrwege der Shuttles frei programmiert werden. Durch die mechanische Entkopplung lässt sich der Bewegungsablauf von Transfers und Shuttles sehr flexibel gestalten. Wartezeiten werden minimiert und die gewünschte Produktivitätssteigerung wird erreicht. Der als Wendeeinrichtung ausgeführte Zwischenförderer ist an jeder beliebigen Stelle einsetzbar, was noch flexiblere Prozesse ermöglicht. Um die Transfereinheiten wechseln zu können, wurden sämtliche Verbindungen steckbar ausgeführt. Deshalb wurden auch Servomotoren Simotics S-1FK7 in High Dynamic-Ausführung mit Drive-Cliq eingesetzt und sämtliche Schnittstellen nach außen gelegt. Am Platinenlader wurden vier Motoren der neuesten Generation mit weiter reduziertem Trägheitsmoment verbaut.

Komplexe Bewegungsführung mit Simotion

Automatic-Systeme Dreher GmbH Die Automatic-Systeme Dreher GmbH ist ein weltweit führender Hersteller von Automationseinrichtungen für die Blech- und Massivumformung. Seit 40 Jahren ist das Unternehmen maßgeblich an den Entwicklungen in der Pressenautomation beteiligt. Als Siemens Solution Partner analysieren die Automatisierungsexperten von Dreher im Dialog mit dem Kunden den Bedarf und zeigen passende Konzepte auf. Gründungsjahr: 1970 Firmensitz: Obere Talstraße 1–5 72172 Sulz/Renfrizhausen Tel.: (0 74 54) 88 10 Fax: (0 74 54) 88 111

bewiesen, dass wir auch derart komplexe Aufgaben termingerecht umsetzen können“, so der geschäftsführende Gesellschafter Klaudijo Dreher. Zu den konkreten Forderungen des Betreibers zählte die Erhöhung der Hubzahl von 12 auf 16 pro Minute beziehungsweise die Leistungssteigerung um mehr als 30 Prozent. Bisher wurde die Hubzahl durch die starren, an mechanische Kurvenscheiben und Königswellen gebundenen Abläufe begrenzt. Dreher hat die mechanische Automation nun durch sechs elektronische Transfers in den Pressen, fünf sogenannte Shuttles und eine Wendeeinrichtung zwischen den Pressen ersetzt. Gemeinsam mit Audi wurde zudem ein neuer hochdynamischer Platinenlader konstruiert.

Für schnelle, jedoch die Mechanik schonende Bewegungsabläufe sorgen antriebsbasierte Motion Controller Simotion D445, je einer für den Platinenbelader und für jeden Transfer. Über den digitalen Systembus Drive-Cliq in den Simotion Verband integriert, gibt dieser als Master den Leitwert für alle anderen Pressen vor, wozu er mit einer virtuellen Leitachse im Simotion System verknüpft ist. Die eigentlichen Pressensteuerungen sind den Motion Controllern als Slave am Profibus unterlagert und wiederum via Profinet im Gleichlauf zueinander synchronisiert. Alle Bewegungen sind frei programmierbar und auf Knopfdruck veränderbar. Dreher hat dies mit den vorgefertigten Bausteinen der StandardApplikation SimoTrans für Simotion realisiert. Als Sicherheitsfunktionen kamen STO (Safe Torque Off) sowie SLS (Safely Limited Speed) zum Einsatz. Zur Erstellung des Sicherheitsprogramms wurden zudem die Pressensicherheitsbausteine der Bibliothek Simatic S7-F/P genutzt. Diese werden einfach in die Programmierumgebung Distributed Safety unter Step 7 eingebunden.

Verfügbarkeit und Effizienz gesichert Mit dem Einsatz neuester Steuerungs- und Antriebstechnik von Siemens entfallen die altersbedingten Störungen und Stillstandzeiten, was die Verfügbarkeit sowie die Ausbringung der Pressenlinie nachhaltig erhöht hat. Dank des Retrofits lassen sich die Bewegungsabläufe nun flexibler gestalten. Durch die Rückspeisefähigkeit und Energieeffizienz der modernen Antriebe ist auch der Gesamtenergieverbrauch der Linie deutlich gesunken. In Verbindung mit der höheren Produktivität resultiert daraus eine weitere Senkung der pro Stück anfallenden Energiekosten. p i nfo kont a k t

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Tiefziehpressen

p S. Dunkes GmbH, Deutschland

Optimal erprobt Die Firma S. Dunkes hat eine Rahmen-Tiefziehpresse entwickelt, mit der sich in der Automobilzulieferindustrie ein umfassendes Tryout hinsichtlich der späteren Verwendbarkeit von Werkzeugen durchführen lässt.

D

ie Vielfalt der von der Automobilindustrie produzierten Modelle nimmt immer mehr zu, während die Produktionszyklen immer kürzer werden. Um Schritt halten zu können, müssen ständig neue Werkzeuge entwickelt werden. Die S. Dunkes GmbH aus dem baden-württembergischen Kirchheim unter Teck fertigt seit mehr als 50 Jahren Maschinen und Systeme rund um die Umform- und Verbindungstechnik. Für einen Automobilzulieferer hat das Unternehmen nun eine hydraulische Tryout-Presse mit einer maximalen Presskraft von 5.000 kN für den Werkzeugbau hergestellt.

Simatic Panel PC 677 Touch

Simatic CPU 319F Profinet

laufregelung für den Stößel ausgerichtet. Die Sensorik der hochdynamischen Regelung erfasst die insbesondere beim Anfahren der Werkzeuge entstehende Anfangskippung und die in den Regelkreis integrierten Servoventile regeln diese im Bereich von Millisekunden aus. Die hohe Variabilität der Schließund Pressgeschwindigkeit ermöglicht ein umfassendes Tryout hinsichtlich der späteren Verwendbarkeit der Werkzeuge auf mechanischen Pressen. Um die erforderlichen Produktionsparameter präzise aufeinander abstimmen zu können, wurde die Presse zusätzlich mit einer feinfühligen Handhebelsteuerung ausgerüstet. Dieser hohe Ausrüstungsgrad bil-

Siemens Micromaster 440 Profibus

Simatic Net Scalance X-000 Simatic ET 200S HF

Bedienelemente Anzeigen Schnittstelle

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Hydraulik

Allgemeine Funktionen

Tr y o u t - Ve r f a h r e n Beim Tryout-Verfahren handelt es sich um eine Methode, in der die jeweiligen Werkzeugstufen einzeln und nacheinander erprobt werden, bis sowohl die Qualität als auch die Taktzahl (Ausbringung) „in Ordnung“ anzeigen. Voraussetzung dafür ist eine feinfühlige Eingabe von physikalischen Sollvorgaben wie Drücke (Kräfte), Wege, Geschwindigkeiten und Zeiten. Alle Parameter müssen geregelt sein.

Präzise Abstimmung aller Produktionsparameter

det die Basis für das geforderte multifunktionale und breite Anwendungsspektrum der Presse.

Mithilfe dieser Rahmen-Tiefziehpresse des Typs HDZ 500 werden im Werkzeugbau Stufen-, Transfer- und Folgeverbundwerkzeuge erprobt. Zudem werden mithilfe der Presse erste Losgrößen abgepresst und Bauteile zur Serienreife gebracht. Um die hohen Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen zu können, ist die Presse mit einem extrem hohen Führungsverhältnis mit einer aktiv wirkenden Parallel-

Panel PC ermöglicht übersichtliches Datenhandling

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Generell zeichnen sich die Pressen von Dunkes durch ihren hohen Bedienkomfort aus. Bei der Automatisierung setzt das Unternehmen aufgrund des großen Vertrauens und der bisher durchweg positiven Erfahrungen auf Produkte aus dem Hause Siemens. In der Tryout-Presse kommt unter anderem ein Simatic

S. Dunkes GmbH

Panel PC 677 Touch in Verbindung mit der Sicherheitssteuerung Simatic S7-319F CPU zum Einsatz. Diese Konfiguration ermöglicht die Bedienung in Zusammenhang mit der ausgewählten HMI-Software sowie das übersichtliche Programmieren, Navigieren, Speichern und Transferieren von hohen Prozessund Werkzeugdaten. So kann Dunkes die Parametereingaben der Presse einfach und komfortabel verwalten. Die leistungsstarke SPS bietet darüber hinaus auch die für eine solche kraftvolle Presse notwendige hohe Performance. Zentraler Baustein der Peripherie ist die Simatic ET 200S HF – ein multifunktionales, feinmodulares Peripheriesystem, das sich exakt an die jeweilige Automatisierungsaufgabe anpassen lässt. Sie steuert in diesem Fall sowohl die Bedienelemente, Anzeigen und Schnittstellen als auch die Hydraulik sowie weitere allgemeine Funktionen. Die Kommunikation zwischen der Steuerung und dem Bediengerät erfolgt über Profinet, die Verbindung zur Peripherie über Industrial Ethernet.

Anwender profitieren von höherer Teilequalität Dank des Grundkonzepts sowie der Erweiterungsmöglichkeiten der Tryout-Pressen von Dunkes können die Hersteller ihre unterschiedlichen Werkzeuge unter hohen Geschwindigkeiten erproben und bei Bedarf noch vor Auslieferung nacharbeiten. Früher wurde das Erproben der Werkzeuge auf Pressen mit

nur einer Station erledigt, das heißt, dass die einzelnen Stufenwerkzeuge mechanisch erprobt werden mussten und erst in der Produktionspresse zusammengeführt wurden. Dies hatte zum einen eine längere Erprobungszeit zur Folge, zum anderen kam es dadurch aber auch oftmals zu einer Blockade der Produktionsprozesse. Die Vorteile des neuen Verfahrens machten sich hingegen schon bald bemerkbar: Denn neben der Verkürzung der Einlaufphase eines neuen Werkzeugs profitierte der Anwender schon von Beginn an von einer höheren Teilequalität. Die Siemens-Komponenten ermöglichten zudem die Regelung der Prozessparameter.

Die 5.000-kN-TryoutPresse von Dunkes ermöglicht mit ihrem hohen Ausrüstungsgrad ein multifunktionales Anwendungsspektrum

Beste Zusammenarbeit Die Umsetzung der neuen Lösung wurde in enger Zusammenarbeit von Dunkes mit den zuständigen Siemens-Beratern vorgenommen. So konnten auftretende Fragen schon im Vorfeld besprochen und die Lösung dadurch optimiert werden. Sowohl Dunkes als auch der Automobilzulieferer zeigten sich mit der gelieferten Gesamtanlage überaus zufrieden. Daher möchte der Pressenhersteller die Kooperation mit Siemens auch zukünftig fortsetzen. p

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Schmiedepressen

p TMP, Russland

Walzen leicht gemacht Dem russischen Unternehmen TMP ist es gelungen, den Durchsatz von Warmwalzwerken zu steigern, indem es den Automatisierungsgrad der Produktionsprozesse über Steuerprogramme und Handling-Roboter erhöhte.

» Das qualifizierte Team von Siemens hat uns bei der Auswahl und Konfiguration der Steuerung und dem Testen der Echtzeitprogramme zeit- und budgetgerecht unterstützt.« Valikov Igor, Chefkonstrukteur bei TMP

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Antriebssystem für anspruchsvolle Aufgaben. Es übernimmt die komplexe Steuerung der zwei Achsen des Walzenroboters, wobei jede Achse mit 5 kW Simotics S-1FT6 Motoren ausgerüstet ist. Als dezentrale Peripherie dient eine ET 200M Station, die über Profibus mit der Hardware-Plattform Simotion D435 verbunden ist. Das Steuerungssystem stellt dem Bediener Systeminformationen wie die Betriebsstunden des Antriebs, die Anzahl der Zyklen, die Antriebsströme und Fehlerberichte zur Verfügung. Für die Programmierung der Steuerung kommt das Engineering-System Simotion Scout zum Einsatz, für die Netzwerktopologie NetPro und für die Realisierung der HMI Simatic WinCC flexible. Die unterschiedlichen Systeme sind alle nahtlos in die Hardware-Plattform integriert. Durch die offene Systemintegration konnten die TMP-Ingenieure skalierbare Lösungen für komplexe technische Aufgaben festlegen und implementieren.

Automatisierung komplexer Vorgänge

Die größte Herausforderung bei der Entwicklung der Warmwalzanlage war die Steuerung der beiden Achsen des Walzenroboters. Beim Walzen ändert sich die Form des heißen Metallblocks erheblich, wobei sich jedes Einzelstück etwas anders verhält. Aufgrund dieser Streuung lässt sich die genaue Position des Formteils nach dem Austritt aus den Walzenpaaren nicht durch ein mathematisches Modell vorhersagen. Um das Handling exakt steuern zu können, entwickelte TMP ein Motion-Control-Programm, das – so das Grundprinzip – während jedes Walzzyklus die beiden Achsen verzögerungsfrei vom Master- in den Slave-Betrieb schaltet und danach wieder in den Master-Betrieb. Dank des durchdachten Steuerungssystems von TMP erzielt die Walzanlage einen Durchsatz von 130 Formteilen pro Stunde. Die Walzanlage war das erste Automatisierungsprojekt von TMP, bei dem Simotion Steuerungen und Sinamics Antriebe zum Einsatz kamen. Die TMP-Ingenieure konnten bei diesem ehrgeizigen Projekt die schnellen Umschaltalgorithmen für den Walzenroboter erfolgreich nutzen. Auf der Basis dieser Erfahrung kann TMP weitere komplexe, integrierte Maschinen entwickeln. p

Der technologische Algorithmus dieses HandlingSystems gliedert sich in mehrere Teile. Zunächst transportiert ein Roboter den heißen Rohblock an das Zufuhrband. Dies erfolgt auf einem genau festgelegten Weg, der nach Maßgabe der Sicherheitsnormen berechnet wurde. Das Zufuhrband bringt den Metallblock zum Walzenroboter, der ihn greift und den Mehrfachwalzprozess einleitet. Jede Walze besitzt vier Einlaufspuren für die Umformung. Nach den in der Regel vier Zyklen übergibt der Walzenroboter das umgeformte Material an das Ausgabeband, das es zur nächsten Fertigungsstation weitertransportiert. Die Steuerung der Walzanlage übernimmt eine Vielzahl wichtiger Aufgaben. Zusätzlich zum präzisen Transport des Walzguts steuert sie die Systemtemperaturen, die hydroelektrischen Geräte und die Bremsen. Sie koordiniert zudem das Zusammenspiel der Walzanlage mit anderen Systemen wie zum Beispiel der Ofenanlage, wobei die Kommunikation der Steuerungen über Profibus erfolgt.

Antriebsbasierte Motion-Control-Plattform Die intelligente Steuerung der Walzanlage basiert auf Simotion D435, einer kompakten, antriebsbasierten Motion-Control-Plattform, die Motion-Control-, PLC- und Technologiefunktionen in ein und derselben Hardware-Umgebung vereint. Als Hauptantrieb wurde Sinamics S120 gewählt, ein modulares Servo-

Variables Verhalten des Vormaterials

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Siemens AG

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er Maschinenbauer TMP mit Sitz in Woronesch ist der größte Ausrüster der russischen Schmiedeindustrie, aber auch weltweit präsent. Von den 17 Warmschmiedepressen mit mehr als 10.000 Tonnen Presskraft, die derzeit rund um den Globus in Betrieb sind, wurden acht von TMP hergestellt. Obwohl Unternehmen gerade in den BRIC-Ländern Brasilien, Russland, Indien und China angesichts der weltweit rauen Marktbedingungen für Maschinenbauer verstärkt um Geschäfte im eigenen Inlandsmarkt kämpfen, gelang es TMP, sich einen Auftrag für ein innovatives Warmwalzprojekt in einem brasilianischen Stahlwerk zu sichern. Dabei ging es um den Bau eines kompletten Warmwalzsystems, das in der Fertigung von Fahrwerksteilen für Lastkraftwagen eingesetzt wird. Hauptkomponenten sind die eigentliche Walzanlage und das Transportsystem für das Walzgut. Für das Handling des heißen Metalls entwickelte TMP ein intelligentes automatisches System.

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Verpackungsmaschinen

p Sabatier S.A.S., Frankreich

Sicher verpackt Der Hersteller von Metallverpackungsmaschinen Sabatier setzt das MotionControl-System Simotion D für die Achsensteuerung einer Produktionsmaschine ein, die erstmals auf der Metpack vorgestellt wurde. Die Ausstattung der Maschine mit 27 Achsen erfolgte in Rekordzeit.

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as französische Unternehmen Sabatier, ein Mitglied der Schweizer Soudronic-Gruppe, entwickelt und produziert seit mehr als 40 Jahren in Vitrolles (Bouches-du-Rhône) Maschinen für die Herstellung dreiteiliger Metallverpackungen. Die Metalldosen – bestehend aus Boden, Rumpf und Deckel – werden hauptsächlich für Industrieprodukte eingesetzt, beispielsweise Öle, Lösungsmittel, Lacke und Farben.

Alle Fotos: Sabatier / M. Laurent

Elektrische Achsen revolutionieren Produktionsprozesse

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Um solche Metallverpackungen produzieren zu können, ist der Einsatz vieler Achsen erforderlich. Die Bewegungsführung ist daher für einen Maschinenhersteller wie Sabatier von zentraler Bedeutung. Aufgrund der Vielfalt der Verpackungen verfügen manche der Maschinen aus dem Hause Sabatier über bis zu 60 numerisch gesteuerte Achsen. Einerseits kann dadurch zwar eine große Flexibilität gewährleistet werden, andererseits wird die Bewegungsführung jedoch auch zur Herausforderung. Ursprünglich wurden bei Sabatier hydraulische Stellglieder für die Formgebung des Rumpfes und für das Falzen eingesetzt. Dafür wurden jedoch ebenso viele Maschinen wie Arbeitsvorgänge benötigt – allein die Fertigungsstraße hatte zum damaligen Zeitpunkt eine Länge von rund 60 Metern. Vor 15 Jahren leitete

Sabatier mit der Entscheidung für einen elektrischen Antrieb aller Achsen jedoch eine kleine Revolution ein. Die Verbesserungen im Produktionsablauf waren sofort spürbar: Fortan bewältigte eine einzige Maschine die verschiedenen Herstellungsstufen auf einer Strecke von nur 12 Metern. Doch eine dauerhafte Lösung für die eingesetzte Achsensteuerung musste erst noch gefunden werden. Denn nur auf diesem Weg konnte auch die notwendige Verbesserung bei der Maschinensicherheit erreicht werden. Demnach sah sich Sabatier gezwungen, seine Strategie für die Steuerung der elektrischen Achsen von Grund auf neu zu gestalten.

Zentralisierte Regelungsintelligenz dank Simotion D Die Architektur des Motion-Control-Systems Simotion D und der Sinamics S120 Wechselrichter ermöglichte dem Maschinenhersteller zunächst einmal eine Zentralisierung des Programms. „Anfangs hatte jeder mit dem Gleichstrom-Bus verbundene Wechselrichter sein eigenes Steuerungsprogramm, weshalb mehrere Programme über ebenso viele Bauteile verwaltet werden mussten“, erläutert Daniel Levert, Automatisierungstechniker bei Sabatier. „Mit Simotion D brauchen wir jetzt nur noch ein einziges.“ Dadurch konnte zum einen die Entwicklungsdauer deutlich gesenkt, zum anderen aber auch die Instandhaltung der Maschine wesentlich durchgängiger gestaltet werden – vor allem was den Austausch von Wechselrichtern betrifft. „In diesem Fall muss das Programm nun nicht mehr neu geladen werden. Der Austausch selbst genügt bereits, um die Maschine erneut zu starten“, so Levert.

Mehr Sicherheit und verringerte Stillstandzeiten Dank dieser grundlegenden Neustrukturierung der Automatisierung bot sich für Sabatier außerdem die Gelegenheit, die Signalübertragung über Kabel durch eine AS-i-Bus-Lösung zu ersetzen. Dabei sind 15 Türüberwachungssensoren mit einem einzigen Bus verbunden und der AS-i-Master integriert einen Profisafe-Übergang für die Verbindung mit Simotion D. „Diese Lösung entspricht genau unserem linearen Sicherungsprozess“, erklärt Levert und ergänzt: „Die Mehrkosten beim Material haben sich bereits durch den Zeitgewinn bei der Montage und durch die nützlichen Funktionen für Betrieb und Instandhaltung amortisiert. Positiv aufgefallen ist uns auch die Verringerung der Stillstandzeiten.“ Die durchgehende Verbindung vom Sicherheitssensor bis zur Motorsteuerung ermöglicht es zudem, über Simotion D die Sicherheitsfunktion SLS (Safely Limited Speed) einzusetzen. „Der Zugriff auf Safely Limited Speed über eine Totmannschaltung bei geöffneter Tür verändert die Möglichkeiten für die Regelung und Instandhaltung von Grund auf“, betont Levert. Außerdem merkt sich das System die Adresse der geöffneten Türen. Dadurch stoppt die Maschine vollständig,

Oben: Die Maschinen der Bodypack-Serie fertigen Dosen oder Fässer mit einem Fassungsvermögen von jeweils 1 bis 200 Litern Unten: Eine der Servomotorachsen, die direkt über Sinamics S120 versorgt wird

wenn ein weiterer Sicherheitsschutz geöffnet wird. So bieten die Regler inhärent auch die Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off).

Deutliche Steigerung der Produktivität Mit der Entscheidung für Simotion hat Sabatier die Ergonomie seiner Maschinen sowie deren Funktionalität erheblich verbessert – mit dem Ziel einer deutlichen Produktivitätssteigerung. „Die Vorteile sind zahlreich“, bestätigt Levert. Die Sinamics S120 Wechselrichter strahlen beispielsweise deutlich weniger Wärme ab, weshalb eine Klimatisierung des Schaltschranks nicht mehr nötig ist. Sie sind zudem in der Lage, Strom in den Gleichstrom-Bus oder auch ins Versorgungsnetz zurückzuleiten. „Dies führt zu einer Senkung des Leistungsverbrauchs in einer Größenordnung von 10 bis 20 Prozent“, so Levert. Bremswiderstände werden aufgrund der Rückführung des Stroms überflüssig. Und nicht zuletzt ist dank Simotion D bei der Vorsteuerung der Bewegung eine reibungslose Inbetriebnahme der Maschine gewährleistet. „Dadurch gibt es bei der Inbetriebnahme deutlich weniger Ausschuss“, resümiert Levert. p

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Bandanlagen

Feinbleche mit hochempfindlichen Oberflächen müssen schonend behandelt werden

p Kohler Maschinenbau GmbH, Deutschland

Schonend, schnell und sicher

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einbleche mit beschichteten und dementsprechend empfindlichen Oberflächen gelten bei der Verarbeitung vom Coil zur Platine als besonders anspruchsvoll, da sie sehr anfällig für Beschädigungen sind und deshalb schonend gehandhabt werden müssen. Die Produktion von Maschinen, die diesen Schutz gewährleisten können, ist eine Spezialität der Kohler Maschinenbau GmbH aus Friesenheim. Erst kürzlich hat das im Schwarzwald ansässige Unternehmen für einen führenden deutschen Hersteller oberflächenveredelter Aluminiumund Kupferbänder eine maßgeschneiderte Querteilanlage realisiert.

Struktur der Linie wurde eingehalten

Modulare Sinamics Umrichter mit integrierten Sicherheitsfunktionen bilden das Herzstück einer neuen Querteilanlage für oberflächenempfindliche Feinbleche aus dem Hause Kohler.

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Mithilfe dieser Anlage können Bleche bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 80 m/min bearbeitet werden. Dabei wird die vorhandene Zwischenlage zunächst abgezogen und aufgewickelt, um bei Bedarf erneut eine sicher haftende Folie zum Schutz der sensiblen Oberflächen applizieren zu können. Diese kann dann entweder auf dem Blech belassen oder vor dem Schneidevorgang wieder entfernt werden. „Außerdem bietet die neue Maschine auch eine hochdynamische Stapelstation“, erklärt Tobias Frank, Projektleiter bei Kohler. „Am Ende des Prozesses

Gesteuert wird die gesamte Anlage mit einer fehlersicheren Simatic S7-CPU 416F. Via Profinet an die Steuerung angebunden sind die modularen Antriebsverbände der unterschiedlichen Anlagenteile sowie die weiterer Aggregate. Kohler setzt hierzu durchgängig auf das Antriebssystem Sinamics S120 und folgt damit der Struktur der Linie. So lassen sich die Anlagenteile unabhängig voneinander aufbauen, in Betrieb nehmen und dann schnell miteinander verknüpfen. Die Simatic S7 F-CPU koordiniert darüber hinaus das Zusammenspiel von 46 frequenzgeregelten Achsen und über 40 Hilfsachsen. Außerdem überwacht sie zuverlässig die funktionale Sicherheit der Gesamtanlage.

Fotos: Wilhelm Media

kommen dann transportfertig palettierte Platinenstapel dabei heraus – quasi auf Knopfdruck.“

»Komplexe Projekte wie dieses erfordern ein perfektes Zusammen-

Sicherheitsfunktionen entlasten die Steuerung Entlastet wird die Steuerung durch antriebsinterne Sicherheitsfunktionen. „Wir setzen bei Kohler die Sicherheitsfunktionen Safe Torque Off, Safely Limited Speed und Safe Operating Stop ein“, erläutert Projektleiter Frank. „Erstmalig kam bei diesem Projekt aber auch die Sicherheitsfunktion Safe Direction zum Einsatz.“ Dabei handelt es sich um die Möglichkeit der sicheren Überwachung der Bewegungsrichtung in Kombination mit Safely Limited Speed. „Durch den Einsatz dieser neuen Funktion kann sichergestellt werden, dass sich die Treiberwalzen im Inneren der Anlage immer in Richtung der bedienenden Person drehen“, so Frank. Auf diese Weise können Unfälle vermieden werden, da niemand versehentlich zwischen die Walzen gezogen werden kann. „Die sichere Überwachung der Drehrichtung ermöglicht zudem eine gefahrlose Reinigung der Treiberwalzen. Und dank dieser antriebsinternen Sicherheitsfunktionen sparen wir uns neben zusätzlicher Sicherheits-Hardware auch jeglichen Verdrahtungsaufwand,“ beschreibt Tobias Frank die Vorteile.

Präzise und aufwandsarme Prozesse Viel Parametrierungsaufwand ersparen sich die Verantwortlichen auch durch den Einsatz des digitalen Systembusses Drive-Cliq, der alle Komponenten eines Antriebsverbands mit den zugehörigen Control Units verbindet. Außerdem verbindet er auch nahezu alle Motoren der durchgängig eingesetzten Simotics Modelle M-1PH7 und S-1FK7/1FT7. Deren elektronisches Typenschild wird automatisch ausgelesen, sodass sich das aufwendige und oftmals fehlerbehaftete manuelle Parametrieren erübrigt. Im Stapelsystem am Auslauf der knapp 45 Meter langen Linie sorgen die hochdynamischen Simotics Servomotoren für hohe Stapelgeschwindigkeiten. „Die Hubtische, die anderswo oftmals hydraulisch betätigt werden, werden bei uns ebenfalls über Servomotoren und Schubketten bewegt“, erklärt Frank und ergänzt: „Dieser Prozess ist schnell, präzise und leckagefrei – entspricht also voll und ganz unseren

spiel aller Beteiligten. Mit Siemens funktioniert dieses Zusammenspiel seit jeher perfekt – angefangen bei der Beratung im Vorfeld bis hin zur Inbetriebnahme und darüber hinaus.« Tobias Frank, Projektleiter bei der Kohler Maschinenbau GmbH

Ansprüchen. Generell muss ich sagen, dass wir überaus zufrieden sind, was die Zusammenarbeit mit Siemens betrifft. Denn komplexe Projekte wie dieses erfordern ein perfektes Zusammenspiel aller Beteiligten. Und das hat hier perfekt funktioniert – angefangen bei der Beratung im Vorfeld bis hin zur Inbetriebnahme und darüber hinaus.“

Energieeffizienz gewinnt an Bedeutung Nicht zuletzt gewinnt auch das Thema Energieeffizienz beim Querteilen mehr und mehr an Bedeutung. „Um möglichst energieeffizient arbeiten zu können, betreiben wir die Frequenzumrichter unserer Anlagen über einen gemeinsamen Zwischenkreis und speisen die beim Abbremsen erzeugte Energie hinterher in das Einspeisenetz zurück“, erläutert Frank. So kann diese Energie erneut genutzt werden, wohingegen sie bei einzeln versorgten Geräten über Bremswiderstände abgebaut werden müsste und somit unweigerlich verloren ginge. p

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Alle Fotos: Picasa

Hydroformingmaschinen

Einlegen der Rohre, die dem Hydroforming-Prozess unterzogen werden sollen

p Silfax, Frankreich

Präzise Wiederholbarkeit Dank ihrer Präzision und Wiederholgenauigkeit hat die CNC Sinumerik 840D sl dem Rohrbiegemaschinenhersteller Silfax den Weg zum Hydroforming von Rohren zur Abgasrückführung geebnet.

R

ohrbiegemaschinen sind die Spezialität der französischen Firma Silfax. Mit diesen Maschinen lassen sich gebogene Metallrohre mit geringer Wandstärke herstellen. „Als Spezialunternehmen für Rohrbiegemaschinen sind wir stets bestrebt, die Wünsche unserer Kunden zu erfüllen“, betont Jean-Paul Bruyas, einer der Gründer sowie technischer Leiter des Unternehmens. „Wir haben hierzu Maschinen entwickelt, die speziell an bestimmte Märkte angepasst sind“, fährt er fort.

Manuelles Eingreifen erübrigt sich dank neuer Technologie Die Maschinen von Silfax ermöglichen die unterschiedlichsten Umform- und Biegeanwendungen bei

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Metallrohren. „Die Luftfahrt- und die Automobilindustrie – das sind zwei Branchen, in denen wir besonders stark vertreten sind“, so Bruyas. „Und mit unserem Angebot, bestehend aus Biege- und Umformmaschinen sowie aus Hydroforming-Maschinen, können wir den Anforderungen der beiden genannten Branchen in besonderem Maße gerecht werden.“ Für die Luftfahrtindustrie werden mithilfe der Silfax-Maschinen beispielsweise Titanrohre für den Airbus A380 gebogen. „Doch wenn es um das Biegen von Rohren für die Automobilindustrie geht, so kommen die entsprechenden Branchenvertreter erst recht nicht an uns vorbei“, erklärt der technische Leiter von Silfax. Begonnen hat der Siegeszug innerhalb der Automobilbranche im Jahr 1998. Damals entwickelte Silfax

» In Anbetracht der Vielzahl der Achsen und der Komplexität unserer Maschinen bietet uns die Sinumerik 840D sl die nötige Flexibilität sowie die Achseninterpolationsfunktion, die unerlässlich ist, um bei den Bewegungen Zeit zu sparen und Präzision zu erzielen. « Jean-Paul Bruyas, technischer Leiter bei Silfax

die erste vollständig elektrische Produktionsmaschine für die Abgasrohre von Kraftfahrzeugen. Bei der Rohrbiegemaschine SE 76 wich die Hydraulik der elektrischen Motorisierung der Leistungsachsen, was eine bessere Wiederholgenauigkeit der Arbeitsgänge, beträchtliche Energieeinsparungen sowie eine um 30 Prozent gesteigerte Produktivität zur Folge hatte. „Damit gehörten alle vorherigen Probleme, an die man durch den Einsatz hydraulischer Maschinen gewöhnt war, der Vergangenheit an“, berichtet Bruyas und schildert die Verbesserungen: „Es gab keine Erwärmzeiten mehr und keine notwendigen Justierungen zwischen den Betriebszeiten. Die Einstellungen waren stattdessen fest fixiert. Für uns war das eine tolle Neuerung, durch die jedes manuelle Eingreifen überflüssig geworden ist. Und dem Anwender brachte es ebenfalls spürbare Vorteile ein – angefangen von der Möglichkeit der Materialeinsparung bis hin zur gesteigerten Zuverlässigkeit innerhalb der Produktion.“

Sinumerik ermöglicht Hydroforming in der Automobilindustrie Diese Neuerung hat es Silfax ermöglicht, den wichtigen Markt der Automobilindustrie vollends zu erobern. „Die Silfax-Technologie eignet sich auch für das sogenannte Hydroforming, das zur Herstellung von Faltenbalgrohren dient“, erklärt Bruyas. Faltenbalgrohre sind Edelstahlrohre mit geringer Wandstärke, die den Wärmedehnungen in Hochtemperaturbereichen standhalten können und daher in den Abgasrückführsystemen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Dabei handelt es sich um eine Umweltschutzvorrichtung, mit der ein Teil der Abgase aus den Verbrennungsmotoren zum Ansaugkrümmer zurückgeführt werden kann. Die „Falten“ ermöglichen es dem Rohr, sich in Hochtemperaturumgebungen auszudehnen, ohne irgendwann zu Bruch zu gehen.

„Die Präzision und die Wiederholgenauigkeit des Hydroforming-Prozesses werden durch den Einsatz der Sinumerik 840D sl gewährleistet. Dabei spielte die Wahl der richtigen Steuerung natürlich eine ganz wesentliche Rolle“, unterstreicht Bruyas. Die Sinumerik 840D sl kann mit ihren Umrichtern vom Typ Sinamics S120 bis zu 93 Achsen verwalten. Das offene, dezentrale, skalier- und vernetzbare System verfügt über eine eigene PLC Simatic S7-300 und eine dezentralisierte Peripherie Simatic ET 200S. „Die Niederspannungsgeräte, die dabei Verwendung finden, stammen ebenfalls von Siemens“, sagt Bruyas und nennt die Vorteile dieser Lösung: „In Anbetracht der Vielzahl der Achsen und der Komplexität des Achsensystems der Silfax-Maschinen bietet uns diese Steuerung die nötige Flexibilität sowie die Achseninterpolationsfunktion, die unerlässlich ist, um bei den Bewegungen Zeit zu sparen und Präzision zu erzielen.“ Durchgeführt wird das Faltverfahren auf der Silfax-Maschine vom Typ SHD4. Der komplette Zyklus dauert nur 14 Sekunden. „Die Schnelligkeit des Vorgangs ist beeindruckend“, zeigt sich Jean-Paul Bruyas begeistert und ergänzt: „Mit unseren Maschinen können bis zu 40 aufeinanderfolgende Falten in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, während es bei anderen Verfahren nur etwa zehn sind. Das bedeutet, dass unser Verfahren sowohl schneller als auch zuverlässiger ist und sich zugleich durch eine größere Wiederholgenauigkeit auszeichnet. Und das alles, weil die herkömmlicherweise mithilfe von Hydraulik ausgeführten Bewegungen durch NC-Achsen ersetzt worden sind, die wiederum von einer CNC-Steuerung betätigt werden.“ p

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