Automatisierungskomponenten beschleunigen Stanzmaschine

Fällt eine in die Jahre gekommene Sondermaschine aus, kann die Ersatzteilbeschaffung schwierig sein. Doch wenn die mechanische Konstruktion der Maschine es zulässt, kann ein Retrofit mit standardisierten Automatisierungskomponenten Abhilfe schaffen: Im konkreten Beispiel ist die Firma Arand Automation diesen Weg gegangen und hat eine defekte Registerstanzmaschine umbauen lassen.

Alte Antriebe überprüfen

Zunächst sind beim Umbau einer Maschine alle Schnittstellen auf ihre Austauschbarkeit zu überprüfen. Meist sind von den alten Antrieben nicht mehr viele technische Informationen bekannt. Zu berücksichtigen sind auch die zu erwartenden Betriebsarten und Bewegungsprofile, die das Antriebssystem abfahren muss.

Ein weiteres Kriterium ist das bestehende Sicherheitskonzept. Es gilt zu überprüfen, ob die Maschine mit den aktuell geltenden Normen in dieser Weise noch betrieben werden darf. Der letzte zu berücksichtigende Punkt ist, ob die Anlage hinsichtlich der Steuerungstechnik, der Leistungsfähigkeit sowie der Ergonomie durch einen Umbau optimiert werden kann.

Steuerungskomponenten von einem Hersteller harmonieren

All diese Fragen konnten mit den Automatisierungskomponenten von Panasonic Electric Works positiv beantwortet werden. Weil nahezu alle Steuerungskomponenten von einem Hersteller bezogen werden können, ist sichergestellt, dass die Komponenten harmonieren. So lassen sich mögliche Schwierigkeiten leichter lösen.

Noch funktionsfähige Sensorik kann erhalten bleiben, mechanische Baugruppen jedoch sollten getauscht werden. So muss nicht bei der Inbetriebnahme oder kurz nachdem die Anlage wieder produziert erneut mit Ausfällen gerechnet werden.

Um den Verdrahtungsaufwand zu reduzieren, sollte ein echtzeitfähiges Feldbussystem zur Antriebsvernetzung eingesetzt werden. Dies wurde bei der Registerstanzmaschine mit dem proprietären Rtex-Feldbus von Panasonic realisiert.

Auf diese Weise können die Servotreiber der fünf Achsen für die Registerstanzmaschine über eine Busleitung miteinander vernetzt und entsprechende Daten ausgetauscht werden. Der Verdrahtungsaufwand zum Servoverstärker reduziert sich so auf ein Minimum.

Zweite Leitung zur Rückmeldung von Encoder an Servotreiber

Die Antriebe selbst werden herkömmlich über ein Motorkabel mit der notwendigen elektrischen Leistung versorgt. Der integrierte Encoder meldet über eine zweite Leitung die aktuelle Position zum Servotreiber zurück.

Die verbundenen Servobaugruppen werden über ein zentrales Modul, das direkt an die SPS (FP-Sigma) angesteckt wird, angesteuert und die Positionieraufträge koordiniert. Der Speicherbereich der SPS wird über ein weiteres Steckmodul (FPG-EM1) erweitert. Damit können maximal 100 Programme und die integrierten dreidimensionalen Registerpositionen sowie deren Stanzoptionen in der Maschine gespeichert werden.

Echtzeit-Zugriff auf den Speicherbereich der SPS

Auf diesen Speicher kann in Echtzeit zugegriffen werden. Dies wirkt sich positiv auf die Zykluszeit und den Speicherbedarf aus.

Um die Maschine zeitgemäß visualisieren und bedienen zu können, wurde das grafische Touch-Panel GT32 eingesetzt. Damit sind die ergonomische Bedienung und die komfortable Aufbereitung der benötigten Daten möglich. Zudem wurden in der Stanzmaschine die Baugruppen zur sicherheitsgerichteten Abschaltung durch moderne Geräte ersetzt, um den Forderungen der aktuellen Maschinenrichtlinie gerecht zu werden.

Kunde kann Änderungen oder Optimierungen selbst durchführen

Mit einer individuellen Schulung nach Abschluss des Umbaus erhält der Kunde das Know-how über die Eigenschaften der Anlage. So erhöht sich die Sicherheit und Unabhängigkeit des Kunden vom Hersteller.

Weil nun der aufwändige Teil der Entwicklung abgeschlossen ist, können zukünftige Änderungen oder Optimierungen an der Anlage vom entsprechenden Fachpersonal des Kunden durchgeführt werden. So können kurze Reaktionszeiten bei dessen Auftraggeber garantiert werden, ohne kostenintensive Entwicklungsabteilungen auf Lieferantenseite installieren zu müssen.

Gerade für Unternehmen, die am Anfang stehen, bietet sich dieser Weg an, weil nur geringe Investitionen im Vorfeld vorgenommen werden müssen. Nach Abschluss des Projektes hat der Kunde eine Software für diesen Anlagentyp, die auf alle baugleichen Maschinen übertragen werden kann. So entstehen nur Kosten für Umbau und Material.

Dipl.-Ing. (FH) Michael Grampp ist als Mitarbeiter im Bereich Applikation Antriebs- und Steuerungstechnik bei der Panasonic Electric Works Deutschland GmbH in 83607 Holzkirchen tätig.