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Stand-by-Betrieb von Antriebssystemen spart Energie beim Sägen

03.08.2009
In Sägen schlummern Energieeinspar-Potenziale. Das verdeutlichen Maschinenentwicklungen zur Plattenaufteilung, die ein automatisches, lastgeregeltes Zu- und Abschalten von Antrieben und Aggregaten vorsehen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Maschinensteuerung.

„Ressourcen schonen“ ist nicht nur ein Leitmotiv in der Holzbearbeitung. So erschließt der Sägenhersteller Holzma in Calw Synergieeffekte, indem er Entwicklungen in der Plattenaufteiltechnik auch bei Kunststoffprodukten etabliert. Gemeinschaftliche Ziele sind die Energie- und Werkstoffeinsparung. Dazu kommen Automatisierungs- und Rationalisierungseffekte. An diesen Zielen sollen zum Beispiel die Sägen der Baureihe 3 gemessen werden – inklusive der Kunststoffsäge HPP 380 P.

Sägen bekommen einen Stand-by-Knopf

Für diese Sägen wurden unter dem Label Ecoline Antriebs- und Steuerungstechniken entwickelt, die eine Reduzierung des Energieverbrauchs um bis zu 20% ermöglichen. Und das schon meist bei Standardausstattung. So rüstet Holzma die Sägen mit einem Stand-by-Knopf aus, der alle Antriebssysteme in einen Schlummerzustand versetzt. Der daraus resultierende Einsparungseffekt zeigt sich insbesondere dann, wenn eine Maschine nicht „rund um die Uhr“ betrieben wird, jedoch im Bedarfsfall sofort zur Verfügung stehen muss.

Im Betriebsfall sorgen Motoren der Klasse EFF1 für eine energieeffiziente Arbeitsweise. Zur besseren Anpassung können ferner frequenzgeregelte Hauptsägemotoren mit einem sogenannten Leistungs-Bypass ausgestattet werden. Diese Zusatzausstattung trägt – außer zur Energieeinsparung – auch zur sicheren Beherrschung kurzfristiger Leistungsspitzen (Überlast) bei. Eine weitere Verbrauchsreduzierung lässt sich unter anderem mit dünneren Sägeblättern erreichen.

Bewertung der Sägeleistung anhand dreier Schnittpläne

Zur Bewertung der kompletten Sägeleistung hat Holzma einen Messablauf entwickelt. Gemessen werden die Zykluszeiten von Plattenaufteilsägen für drei typische Schnittpläne. Analog zur Bestimmung des durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchs von Automobilen aus den Verbrauchsdaten für innerorts, über Land und auf der Autobahn errechnet man als Vergleichswert das arithmetische Mittel. Bei diesem Drittelmix-Prinzip werden die Sägen mit maximaler Leistung und ohne Berücksichtigung möglicher Verzögerungen von Maschinenbedienern getestet.

Heraus kommen Leistungsdaten, die – so heißt es – erstmals einen Vergleich unterschiedlicher Maschinen ermöglichen. Die Gesamtleistung zählt, lautet der Grundsatz des Maschinenherstellers: So wie die PS-Zahl eines Automobils nur wenig über den Kraftstoffverbrauch Auskunft gebe, sagten auch Einzeldaten wie Schnitthöhe oder Sägewagengeschwindigkeit kaum etwas über die tatsächliche Leistung einer Plattenaufteilsäge aus.

Steuerungssoftware für Säge wird immer wichtiger

Ein großer Anteil der Leistungsfähigkeit einer Säge entfällt heutzutage auf die Maschinensteuerung. Ein effizienter Ansatz dazu ist die Umsetzung von Steuerungsparametern durch Programmierung. Diesbezüglich setzt Holzma auf die Steuerungssoftware Cadmatic – eine hauseigene Entwicklung, die nicht nur auf die Leistungsbilanz, sondern auch auf die Fertigungsqualität immer mehr Einfluss nimmt. Das spiegelt sich zum Beispiel in der stufenlosen Druckregelung Soft Touch wider, die pneumatisch ausgeführt wird: Diese Einstellungsoption ermöglicht, Halte- und Anpressdrücke des Druckbalkens sowie der Spannzangen werkstoffbezogen zu regulieren.

Wie bei der Steuerung ohne Zusatzmodul wird der Druckbalken pneumatisch nach unten bewegt. Die Regelung erfolgt dabei über einen pneumatisch erzeugten Gegendruck, der die Last des Balkens „abfängt“. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel das hohe Eigengewicht des Druckbalkens deutlich reduzieren: Ein 200 kg schwerer Druckbalken liegt dadurch nur noch mit bis zu 30 kg (300 N) auf der zu teilenden Platte – und das unabhängig von der Schnittlänge.

Feine Dosierung der Klemmkraft von Spannzangen

Nach dem gleichen Prinzip arbeiten auch die eigens für druckempfindliche Plattenoberflächen entwickelten Spannzangen: Die pneumatisch erzeugte Klemmkraft wird über einen ebenso aufgebauten Gegendruck „dosiert“. Dadurch lässt sich die Mindestklemmkraft je Spannzange auf etwa 50 N verringern, was einem Gewicht von 5 kg entspricht.

Eine sinnvolle Ergänzung der stufenlosen Druckregelung bietet die Cadmatic-Zusatzausstattung „Materialabhängige Parameter“. Sie umfasst eine Werkstoffbibliothek, die für jeden Plattenwerkstoff spezifische Maschineneinstellungen enthält – einschließlich der Angaben für die Druckregelung. Bei der Auswahl des Plattenwerkstoffs holt sich die Steuerungssoftware die Einstellparameter aus der Bibliothek und stellt die Druckregelung automatisch auf die Werte ein.

Gerade beim Sägen von Kunststoffplatten hält Holzma diese Werkstoffbibliothek für sehr wichtig, weil sie unter anderem auch die kunststoffabhängigen Regelparameter für die Sägeblattgeschwindigkeit enthält. Aufgrund der hohen Anforderungen und der Werkstoffvielfalt in der Kunststoffbearbeitung komme ein Kunde ohne diese optionale Software-Ausstattung fast nicht aus.

Holzma entwickelt „Hausnorm“ für Kratzempfindlichkeit von Oberflächen

Zur maschinellen Ausstattung gehören auch Optionen zum Schutz kratzempfindlicher Oberflächen. Ziel ist es, die Platten schonend zu transportieren und zu bearbeiten, weshalb sich der Schutz vom Beschicken der Maschinen über den Sägevorgang bis zum Abstapeln erstreckt und sich laut Holzma in den einzelnen Maschinenkomponenten widerspiegelt, zum Beispiel in der Vakuumbeschickung, in komplett mit Druckluft bedüsten Maschinentischen, aluminiumeloxierten Tischauflagen, Bürstenrollen sowie speziellen Spannzangen.

Um die Sägen bereits bei Auslieferung so ausrüsten zu können, dass sämtliche Kunststoffplatten schonend bearbeitet werden, hat Holzma eine Hausnorm zur „Bestimmung der Kratzempfindlichkeit von Oberflächenmaterialien“ erarbeitet – in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Rosenheim sowie mit Maschinenanwendern. Die damit ermittelten Ergebnisse geben zum Beispiel Orientierung bei der Zusammenstellung von Handlingsystemen. Sie fließen zusätzlich zu den wirtschaftlichen Kriterien in die Planungen ein. Die Hausnorm hilft, die beim Kunden zu bearbeitenden Platten objektiv testen und damit Empfehlungen zur spezifischen Maschinenausstattung geben zu können.

Eine weitere Innovation ist der neue Luftkissendrehtisch für die große Kunststoffsäge HPP 530 P, die zusammen mit dem Einsteigermodell HPP 250 P im Herbst vergangenen Jahres am Markt eingeführt wurde. Dieser Luftkissendrehtisch hat einen abklappbaren Bereich zum Herantreten an die Schnittlinie sowie einen heb- und senkbaren Winkelanschlag. Riemenförderer sorgen für den Plattentransport zum Maschinenbediener und zu den Spannzangen.

Normgerechte Auslegung der Handlingsysteme

Die beiden Sägen HPP 530 P und HPP 250 P wurden erstmals auf dem Kunststofftag 2008 von Holzma präsentiert – gemeinsam mit dem bewährten mittleren Modell HPP 380 P, für das es kleinere Handling-Hilfen zum Anbringen an Luftkissentischen gibt, zum Beispiel eine Art abklappbaren Haken, der als Abstapelhilfe dient und laut Holzma ein ergonomisch günstiges Stellen oder Legen großer Platten mit nur einer Person ermöglicht.

Nach dem Sägevorgang lassen sich die Einzelteile horizontal oder vertikal in einem Abstapelwagen schnell und beschädigungsfrei zum nächsten Bearbeitungsschritt transportieren.

Bedüste Luftkissentische steigern Energieeffizienz

Die komplett bedüsten Luftkissentische des Modells 380 P tragen zur Erhöhung der Energieeffizienz bei. Verantwortlich dafür ist das Gebläse, das sich bei den Luftkissentischen der Baureihe 3 nur dann einschaltet, wenn Luftdrucksensoren aufliegende Platten an die Steuerung melden. Außerdem arbeitet es lastabhängig. Das heißt: Je mehr Plattengewicht auf den Tischen liegt, desto höher ist die Gebläseleistung.

Luftdrucksensoren und Gebläseregelung sind Bestandteil des Energieeinsparkonzepts Ecoline – wie die Schaltkontakte zur bedarfsorientierten Zu- und Abschaltung der Späneabsaugung. Damit lassen sich laut Holzma die Ein- und Ausschaltzeitpunkte der Absauganlagen noch genauer abstimmen. Zusammen mit geometrischen Optimierungen wird so bei den absaugrelevanten Komponenten ein Energieeinsparpotenzial erschlossen, das aus einem um bis zu 15% reduzierten Absaugvolumen resultiert.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/kunststoffundgummiverarbeitung/articles/223674/

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