Ein Schritt in die elektromobile Zukunft

Zur Herstellung von Elektromotoren für E-Autos hat Sankyo Seisakusho auf der Basis modernster Motion Control- und Antriebstechnik neue technisch anspruchsvolle Feeder und Indexierer für Pressen entwickelt.
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Herausforderung

Neues Feeder- und Indexierer-Modell realisieren

Für die Entwicklung der neuesten Generation servoangetriebener Bandzuführungen und Indexierer für Pressen, die in der Motorenfertigung für Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeuge verwendet werden, suchte das japanische Unternehmen Sankyo Seisakusho nach einem Partner, der eine integrierte Motion-Control-Lösung anbieten kann.

Optimale Lösungen und höchste Qualität stehen für Sankyo Seisakusho im Mittelpunkt des Schaffens. Ziel des japanischen Anbieters von Automatisierungstechnologie ist es, durch die Steigerung von Präzision, Geschwindigkeit und Wirkungsgrad seine Maschinen noch produktiver zu machen und sich so auf dem internationalen Markt zu behaupten. Schlüsselelement für den Erfolg des Unternehmens ist die Roller-Gear-Cam, eine Verbindung von Rollengewinde und Globoidkurve, die Sankyo Seisakusho bereits seit den 1970er Jahren in wichtige Pressenstationen wie Präzisionsreduzierer, Indexierer, Materialzuführungen und Peripheriemaschinen einbaut – für Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen wie der Automobil-, Nahrungsmittel-, Elektronik- oder Hightech-Industrie. Die Kurvenscheiben-Technologie ist eine Kerntechnologie des Unternehmens, bei der kein geringerer als Leonardo da Vinci Pate stand: Mechanische oder elektrische Kurvenscheiben-Systeme, die auf einer Entwurfsskizze des großen Meisters basieren, werden in den meisten Produkten des Unternehmens eingesetzt.

Für Pressen, die bei der Herstellung von Motoren für Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeuge eingesetzt werden, entwickelte Sankyo Seisakusho eine neue Generation servoangetriebener Bandzuführungen und in die Presse integrierte Indexierer. Dadurch lässt sich der Motorkern während der Stapelung schräg anordnen, während der Drehwinkel vom Bediener frei eingestellt werden kann. Ein spezielles Vibrationsdämpfungssystem sorgt zudem für hohe Betriebssicherheit.

Die Aufgabe stellte das Unternehmen vor besondere Herausforderungen, denn im Pressenbereich ist Wasserkühlung für den Motor nicht üblich, sodass Druckluft eingesetzt werden muss. Um die Komplexität der bestehenden Lösung zu reduzieren, die Einhaltung aller geltenden internationalen Normen zu gewährleisten und außerdem ein System anzubieten, das mehrere Betriebssprachen unterstützt, suchte das Unternehmen nach einem Partner, der eine integrierte Motion Control-Lösung für seine Spezialmaschinen anbieten kann. Als globaler Partner wurde Siemens gewählt, an den man drei grundlegende Erwartungen hatte: dass sich mit dem Direktantriebsmotor von Siemens der hochgradig dynamische Betrieb mit den Kurvenscheiben von Sankyo Seisakusho realisieren lässt, dass man die Vorteile eines globalen Servicenetzwerks nutzen kann und dass Siemens ein Produktsortiment mit allen für die Feeder und Indexierer benötigten elektrischen Bauteile zur Verfügung stellt.

Lösung

Fit für die Zukunft – aus einer Hand

Mit der von Siemens Japan angebotenen Lösung konnte Sankyo Seisakusho nicht nur alle Anforderungen erfüllen, sondern auch dank der Leistung des Motion Controllers Simotion D seine eigene, speziell geformte Kurvenscheibe realisieren.

Die Lösung von Siemens Japan für den Feeder und den Indexierer basierte auf einem Direktantriebssystem, bestehend aus den standardmäßig integrierten Hochleistungs-Torquemotoren der Baureihe SIMOTICS T-1FW6 (für den Hauptantrieb), den Servomotoren SIMOTICS S-1FK7 (für den Hilfsantrieb der Zwischenlüftung) sowie den Umrichtern der Baureihe SINAMICS S120. Zusammen mit dem Motion Controller SIMOTION, dem SIMATIC HMI Comfort Panel TP1500 und dem Peripheriesystem SIMATIC ET200 SP sowie der lokalen Anwendungsunterstützung und der Unterstützung durch die Mechatronik-Expertengruppe aus München bot Siemens eine Lösung aus einer Hand, die Sankyo Seisakusho in jeder Hinsicht überzeugte – auch weil die Ausstattung nicht nur benutzerfreundlich, sondern auch zukunftssicher ist. Bei der gemeinsamen Festlegung der Maschinenspezifikationen wählte Sankyo Seisakusho das einfache, aber technisch ausgefeilte PROFINET-Netzwerk, eine optimal gestaltete benutzerfreundliche Oberfläche auf dem HMI-Bildschirm sowie die Möglichkeit, auf Industrie 4.0-Technologien zugreifen zu können – und dadurch vorausschauende Wartungs- und Diagnosefunktionen nutzen zu können.

Kundenvorteile

Mit Servoantrieb zum Highspeed-Feeder

Durch die Umwandlung der Bewegungsprofile in elektrische Kurvenscheiben konnte Sankyo Seisakusho ein äußerst leistungsfähiges Servo-Antriebssystem realisieren und darin die speziellen Kurvenscheibenprofile integrieren, die auf dem äußerst wettbewerbsintensiven Markt für Elektrofahrzeugmotoren gefragt sind.

Sankyo Seisakusho gelang durch Zusammenarbeit mit Siemens Japan die Integration von zwei verschiedenen, technisch anspruchsvollen Systemen: einem Feeder und einem Indexierer, die individuell ihre Bewegungen koordinieren und sie mit der Hauptpresse synchronisieren. Dabei werden von den Controllern in Übereinstimmung mit dem Pressenwinkel die Positionen mit den installierten Kurvenscheiben festgelegt – sowohl für den Feeder als auch für den Indexierer. Durch das neue Antriebssystem wurden auch die Maschineneigenschaften des Zuführers enorm verbessert. Mit einer maximalen Taktrate von 1.000 Hub pro Minute und einer maximalen Vorschubgeschwindigkeit von 100 Metern pro Minute gehört er zu den schnellsten Servo-Feedern der Welt. Aktuell umfasst das Produktsortiment der Servo-Feeder von Sankyo Seisakusho drei unterschiedlich breite Maschinen, mit denen Materialien in verschiedenen Breiten, Stärken und Härten verarbeitet werden können. Demnächst möchte das Unternehmen zusammen mit Siemens Japan eine servoangetriebene Zuführeinheit für Pressen mit noch höherer Leistung entwickeln, bei der integrierte wassergekühlte Motoren eingesetzt und mithilfe der SIMOTION-Technologie noch kürzere Taktzeiten für die Materialverarbeitung erreicht werden.

Bei der Wasserkühlung der Motoren konnte man auf die Expertise des Mechatronik-Teams von Siemens in München zurückgreifen. Diese leisteten bereits während der Inbetriebnahmephase Unterstützung und konnten so die Entwicklungsdauer der Maschine noch weiter verkürzen. Zudem wurde in Tests, die im Mechatroniklabor vor der Übergabe des ersten Motorprototyps an den Kunden durchgeführt wurden, die Eignung dieser Kühlungsmethode für die Anwendung nachgewiesen, sodass auch die Verifizierungsdauer für die Anwendung deutlich verringert werden konnte.

Weitere Referenzen

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