Sägen ohne Hydraulik

Seit über zehn Jahren kommen in den halbautomatischen Sägen des Metallbandsägen-Herstellers dabei Servo Drives von Lenze zum Einsatz. Ein Servo-Umrichter übernimmt neben der Positionieraufgabe mithilfe einer integrierten SPS zusätzlich die Funktion der Maschinensteuerung. Ein frequenzgesteuerter Getriebemotor mit Stirnradschneckengetriebe treibt das Sägeband an.

Mit der Drive-based Automation erreichen die Sägen des Herstellers Positioniergenauigkeiten kleiner 0,1 Millimeter. „Damit liegen wir über der mit der Proportionalhydraulik erreichbaren Präzision und es ist kein aufwendiges Gebersystem erforderlich“, erläutert ein Meba-Ingenieur. „Ein zusätzlicher Pluspunkt ist, dass sich die Maschinenabläufe auch bei ausgedehnteren Zuführanlagen problemlos über den CAN synchronisieren lassen. Mit der Proportionalhydraulik war das wegen der großen Gewichtsunterschiede der bewegten Massen kaum möglich.“

Problematisch am Einsatz von Hydraulikantrieben ist auch deren höhere Leistungsaufnahme sowie die höhere Wärme- und Lärmemission. Der Hersteller hat daher schon vor Jahren damit begonnen, die hydraulischen Antriebe in den Systemen für Sägevorschub und Materialeinschub durch elektrische Antriebe zu ersetzen. Der Spannstock für das Fixieren des Materials beim Sägen wurde bis zuletzt aber immer noch mit einer Hydraulik betrieben. Bei der neuen Meba e-cut hat der Maschinenbauer nun erstmals einen elektronisch angetriebenen Spannstock realisiert. Damit ist sie die erste Säge, die komplett ohne Hydraulik auskommt und auf elektrische Antriebe setzt. Zum Einsatz kommt auch hier Steuerungs- und Antriebstechnik des Antriebsspezialisten. „Wir haben uns zusammen mit den Lenze-Experten viele Gedanken über die Architektur der neuen Säge gemacht“, verrät ein Entwickler der Westerheimer. „Es hat sich gezeigt, dass bei dem hohen Automatisierungsgrad eine Controller-based Automation die optimale Wahl ist.“ Als echter Technologiepartner haben die Aerzener Meba über die komplette Entwicklungsphase der neuen Maschine hinweg unterstützt.

Inverter Drives 8400 sorgen in der neuen Säge für Präzision im Sägeprozess: Meba hat mit diesem Umrichter schon in anderen Sägen positive Erfahrungen gesammelt und weiß es zu schätzen, dass alle Geräteeinstellungen auf einem steckbaren Speicherbaustein abgelegt sind. Zudem deckt der Umrichter ein großes Anwendungsspektrum ab, da er sich sowohl zum Ansteuern und Regeln eines Drehstrommotors als auch für eine Positionierung eignet. Die Westerheimer schöpfen diese Flexibilität auch aus. So übernimmt ein Inverter Drives 8400 mit Hilfe seiner integrierten Punkt-zu-Punkt-Positionierung die Ansteuerung der Einschubachse. Die übergeordnete zentrale Steuerung wählt die zugehörigen Positionssätze an und gibt den Ablauf vor. Ein weiterer Umrichter mit Rückführung treibt den Spannstock momentengesteuert an und erlaubt eine Spanndruckregulierung.

Auch die Versorgung des Motors der Kugelrollspindel im Sägevorschub übernimmt ein Inverter Drives 8400 und gewährleistet ein optimales Bewegungsprofil des Sägerahmens. Die Produktivität zu maximieren heißt zum einen, die reine Sägezeit zu minimieren. Zum anderen müssen aber auch die Nebenzeiten auf ein Minimum reduziert werden.

HMI übernimmt Visualisierung und Steuerung der Säge

Die elektrischen Antriebe erlauben es, den Sägerahmen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von bis zu 2.200 mm pro Minute abzusenken und dann innerhalb von 20 mm auf einen konstanten Sägevorschub zu wechseln. Letzterer lässt sich zwischen 0 und 600 mm pro Minute einstellen. Für die richtige Sägebandgeschwindigkeit sorgt ein direkt an einem Getriebemotor mit Stirnradschneckengetriebe montierter dezentraler Umrichter 8400 Motec. Als Hardwareplattform für die Steuerung haben die Verantwortlichen ein Windows CE Panel aus der HMI-Familie von Lenze gewählt. Auf dem Gerät laufen sowohl eine Soft-PLC als auch die Visualisierungsanwendung. „Auch die Visualisierungslösung hat uns überzeugt“, betont ein Meba-Verantwortlicher. „Funktionen wie die die integrierte Sprachumschaltung kommen unseren Anforderungen sehr entgegen. Zudem bietet die Software die Möglichkeit, ein Image für unterschiedliche Maschinentypen zu verwenden, da man die Software im Rahmen einer Konfiguration individualisieren kann. Damit können wir die gleiche Software für verschiedene Maschinen nutzen.“ jg