Flexibler durch Standardisierung

Mit standardisierter Steuerungs- und Antriebstechnik ihrer servo-hydraulischen-Richtpressen verbessert die Firma MAE Götzen ihren internationalen Marktzugang. Die Anwender profitieren von einem innovativen Antriebssystem mit guter IT-Anbindung.
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Herausforderung

Zuverlässig richten

Am Standort Erkrath hat MAE Götzen eine neue Ära eingeläutet. „Den Anwendern unserer Richtpressen und auch uns als Maschinenhersteller wird immer mehr Flexibilität abverlangt. Darum haben wir gemeinsam mit Siemens das Steuerungs- und Antriebskonzept unserer Pressen grundlegend überarbeitet“, erläutert Manfred Mitze, Direktor Technologie bei MAE Götzen. Derzeit stellt MAE-Götzen sein Engineering schrittweise auf das Engineeringframework TIA Portal um und setzt in den so projektierten Maschinen durchgängig leistungsfähige Standardkomponenten von Siemens ein. 

Die erste Maschine mit der neuen Steuerungs- und Antriebstechnik ist eine manuell gesteuerte 1000 kN Servo-Richtpresse in C-Bauweise. Ihre Funktionsweise erläutert Oliver Kaiser, Technischer Leiter am MAE-Standort Erkrath: „Wie alle unsere Richtpressen arbeitet auch diese Maschine weggesteuert. Der Anwender gibt also nicht die Kraft vor, mit der das Teil – die Welle, Achse oder welches Bauteil auch immer – gerichtet wird. Sondern, um wieviel hundertstel oder tausendstel Millimeter das Teil verformt werden soll, um die Richtwirkung zu erzielen. Die Kraftübertragung erfolgt darum weggesteuert servo-hydraulisch. Eine Schwenkpumpe mit variablem Schluckvolumen passt die Charakteristik der Hydraulik an die verschiedenen Prozessphasen an: Beim Zustellen, beim Richten oder beim Rückzug werden nämlich ganz unterschiedliche Geschwindigkeiten, Kräfte und Positioniergenauigkeiten gefordert.“

Nach diesem Prinzip haben sich die Servo-Richtpressen der Firma MAE seit einigen Jahren am Markt etabliert. Für die Antriebsregler des Pumpenmotors sind die Schwenktechnik und das variable Schluckvolumen jedoch eine echte Herausforderung. Denn es ändert sich nicht nur die Lastsituation je nach Prozessphase, sondern auch die ganze Charakteristik der Kraftübertragung. Der Antrieb ist dabei regelmäßig unvorhersehbaren Störgrößen ausgesetzt. 

Lösung

Komponenten für gesteigerten Nutzen

Da die Schwenktechnik und das variable Schluckvolumen eine große Herausforderung für die Antriebsregler des Pumpenmotors sind, erweiterte Siemens für MAE die Algorithmen der Servopumpen-Applikation im Sinamics Drive Control Chart (DCC) zu einer kundenspezifischen Version. Sie beherrscht auch Hydraulikpumpen mit verstellbarem Schluckvolumen.

Die Antriebsregelung der Servo-Richtpresse leistet eine Kombination von SINAMICS S120-Antrieb und DCC-Algorithmen, gesteuert von einer fehlersicheren SIMATIC S7-1500F. Der Pumpenmotor ist ein SIMOTICS S 1FK/1FT. Antrieb und Steuerung hat MAE gemeinsam mit Siemens in Varianten für drei Leistungskategorien ausgelegt, die nun als Basis für das künftige Engineering kundenspezifischer und neu entwickelter Servo-Richtpressen dienen. Die für manuelle Richtpressen nötige Sicherheitstechnik beruht dabei auf der Pressensicherheits-Bibliothek von Siemens, einer fehlersicheren SIMATIC S7-Steuerung und dem Profisafe-Protokoll. Oliver Kaiser bestätigt: „Die Vorgaben der Berufsgenossenschaft lassen sich mit dieser Lösung deutlich einfacher umsetzen als mit herkömmlicher Sicherheitstechnik.“ 

Vorteile

Der direkte Vergleich überzeugt

Die E-Technik aus einer Hand reduziert die Systemkomplexität und vereinfacht die Beschaffung – auch im Notfall: Bei Bedarf können für die Siemens-Komponenten weltweit Serviceleistungen und Ersatzteile kurzfristig geliefert werden. Das verbessert die Verfügbarkeit. Ein sehr wichtiges Vertriebsargument, denn Richtpressen sind oft Engpassmaschinen, zum Beispiel bei gehärteten Bauteilen: Nach dem Härten sind die Werkstücke in aller Regel verzogen und können erst nach dem Richten weiterverarbeitet oder montiert werden. Das überarbeitete Steuerungs- und Antriebskonzept der Pressen kommt der Präzision zugute und verringert darüber hinaus den Wartungsaufwand.

Die eigentlich als Prototyp gedachte Maschinenvariante mit der neuen Automatisierungs- und Antriebstechnik weckte im Showroom und Testlabor der Firma MAE schnell das Interesse. Die komfortable und übersichtliche HMI-Oberfläche, die schlanke Hydraulik,  die verbesserte Ersatzteil-Situation bei der E-Technik – all das überzeugte. Zusätzliche Plus-Punkte bringt die offene Standard-SPS, die eine einfache Anbindung an übergeordnete IT-Systeme ermöglicht. Und nicht zuletzt kommen die Werker in den Genuss eines grundsätzlichen Vorteils der Servo-Technik von MAE Götzen: Die Presse erzeugt im Standby und bei stehendem Stößel praktisch kein Grundgeräusch. Sofern das Umfeld frei von Lärmquellen ist, herrscht Ruhe an der Richtstation. Die Verständigung ist einfach, die Arbeit weniger ermüdend – auch das kommt der Qualität zugute.

MAE hat mit der Ausrichtung seines Elektro-Engineerings auf TIA Portal einen zukunftsweisenden Weg bereitet. Einen Weg, auf dem das Unternehmen einen verlässlichen Partner an seiner Seite weiß: „Wichtiger Teil unserer Systementscheidung war, dass wir bei Siemens seit vielen Jahren konstante und engagierte Ansprechpartner haben, die immer wieder hilfreich sind“, betont Manfred Mitze. Oliver Kaiser bestätigt: „Die Unterstützung durch die Applikationszentren von Siemens hat entscheidend dazu beigetragen, dass ein solides Gesamtpaket entsteht. Der Benchmark im Vergleich mit der alten Technik ist sehr gut, und zwar sowohl bei der Entwicklungszeit für die E-Konstruktion, bei der Inbetriebsetzung als auch beim Preis-/Leistungsverhältnis. Der Bau und die Entwicklung kundenspezifischer Maschinenvarianten sind nun flexibler und rationeller. Die so realisierten Maschinen bieten mehr Flexibilität, Bedien- und Wartungsfreundlichkeit sowie eine bessere IT-Konnektivität.“    

Wichtiger Teil unserer Systementscheidung war, dass wir bei Siemens seit vielen Jahren konstante und engagierte Ansprechpartner haben, die immer wieder hilfreich sind.
Manfred Mitze, Direktor Technologie bei MAE Götzen
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