Pressenautomatisierung -Schnell, synchron und sicher

Der Pressenhersteller Helmerding fokussiert auf High-Speed-Anlagen mit durchgehender Automatisierung von der Haspel bis zur Presse und auch in der nachgelagerten Peripherie – und setzt dabei auf Automatisierungstechnik von Siemens.
Sie haben noch Fragen zu unserem Angebot?

Kontaktieren Sie unsere Experten für Umformtechnik

Herausforderung

Problem und Potenzial

Betreiber von Presswerken stehen weltweit unter Druck. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Taktzeiten verkürzt und gleichzeitig immer komplexere Aufgaben durch eine stärkere Verkettung von Arbeitsschritten übernommen werden.

Die 2016 neu angetretene Führungsmannschaft der Helmerding hiw Maschinen GmbH aus Bad Oeynhausen hat diese Bedürfnisse ihrer Kunden klar erkannt und das ostwestfälische Traditionsunternehmen entsprechend aufgestellt – mit Automatisierungslösungen für ihre bewährten Pressen und einem zusätzlichen Fokus auf die vollautomatische Einbindung der vor- und nachgelagerten Prozesse.

Der Pressenspezialist Helmerding fokussiert auf High-Speed-Anlagen mit durchgehender Automatisierung von der Haspel bis zur Presse und auch in der nachgelagerten Peripherie. Ein entscheidender Schlüssel zu kürzeren Taktzeiten liegt dabei in der Echtzeit-Bewegungsführung mit SIMOTION-Steuerungen und der Vermeidung von Schnittstellen durch die einheitliche Automatisierung über eine leistungsfähige SIMATIC S7-1500 CPU. Erstmals wurde jetzt ein Helmerding-Transfersystem auf dieser Basis automatisiert sowie eine komplette C-Gestell-Presse mit Haspel und Bandanlage mit Siemens-Steuerung und-Antrieben realisiert.

„Selbst im Hochlohnland Deutschland stehen an erstaunlich vielen Stellen noch Menschen an den Pressen und bewegen Teile hin und her,“ fasst Jakob Dirksen, geschäftsführender Gesellschafter von Helmerding die Herausforderung vieler seiner Kunden zusammen. Der Rationalisierungsdruck sorgt für eine wachsende Nachfrage nach Automationslösungen. Das gilt insbesondere auch für die Einbindung von Prozessen vor, zwischen und hinter den Pressen.  Viele Unternehmen haben erkannt, dass sie ihre Wertschöpfung entscheidend erhöhen können, wenn sie mit ihren Presswerken nicht nur Teile stanzen, sondern diese beispielsweise auch automatisch miteinander verheiraten. „Dadurch hat der Endkunde den Vorteil, dass er nur eine Teilenummer und nur einen Zulieferer hat. Unsere Kunden können so ihre Marktanteile in einem zunehmend schwierigen Wettbewerb sichern,“ fügt Dirksen hinzu.

Lösung

Vielseitige Vorteile

Der Pressenhersteller ist von dem Siemens-Portfolio so überzeugt, dass er Komponenten gleich bei zwei Projekten einsetzt.

Safety integrated

Als Pilotprojekt haben die Entwickler von Helmerding ein Transfersystem realisiert, bei dem die konventionelle SPS durch eine SIMOTION D-Steuerung ersetzt wurde. So ließ sich die Prozessgeschwindigkeit deutlich steigern. „Vorher lagen wir bei 60 bis 70 Takten, jetzt können wir bis zu 100 fahren. Die Antriebe bremsen wesentlich schneller und alles, was vorher schwer zu programmieren war, läuft jetzt taktsynchron“, erläutert Jan Reimler, der bei Helmerding für die Integration der SIMOTION zuständig ist. Darüber hinaus wurde die bisherige SIMATIC S7-300-Steuerung durch eine SIMATIC S7-1512F Steuerung ersetzt die neben generellen Automatisierungsaufgaben auch Safety-Funktionen ohne aufwändige Schnittstellen übernimmt.

Beim Engineering der Anlage über TIA-Portal nutzten die Spezialisten von Helmerding zeit- und kostensparend die Bausteine der Simatic Pressensicherheitsbibliothek. „Das hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Technologieobjekte schon über Siemens durch die Berufsgenossenschaft zertifiziert sind,“ erklärt Jörg Stateczny, Leiter der E-Fertigung bei Helmerding. „Eine selbst entwickelte Safety-Steuerung muss ich immer noch einmal extern prüfen lassen, mit den entsprechenden Kosten, dem dazugehörigen Zeitaufwand und natürlich dem Risiko, dass sie sich als fehlerhaft herausstellt.“ Auch für den Endkunden bringt die SIMOTION-Lösung deutliche Vorteile, wie Stateczny betont: „Unsere Kunden sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden, insbesondere auch mit den Sonderanwendungen wie dem VIBX-Paket (VIBration eXtinction). Bei den großen Massen, die bei unseren Prozessen in hoher Geschwindigkeit bewegt werden, ist diese Schwingungskompensation entscheidend für die Teileausbringung und die Verfügbarkeit.“

Aus einem Guss
Bei einem weiteren Projekt, der 250t-C-Gestell-Presse KDH 200, setzte Helmerding sogar auf eine Siemens-Komplettlösung – von der Steuerung, über den frequenzgeregelten Antrieb bis zu den dazugehörigen Technologieobjekten. Im Rahmen dieser Lösung fungiert ebenfalls SIMATIC S7-1517F als Hauptsteuerung, die etwa die Stößelverstellung über einen SINAMICS G120 Frequenzumrichter regelt, mit dem sich die benötigte Präzision im Hundertstelbereich leicht erreichen lässt. Zudem steuert eine SIMATIC S7-1512F Steuerung die in die Anlage integrierte Haspel und Bandanlage.

Für das Engineering nutzten die Entwickler wiederum bereits vorab getestetes Know-how: So mussten die in TIA-Portal bereits hinterlegten Technologieobjekte, in diesem Fall die Funktionen der SIMATIC SimaPress-Applikation, lediglich an die spezifischen Anforderungen der Presse angepasst werden. Im Ergebnis verfügt die KDH 200 mit Brems-Kupplungs-Kombination über alle Funktionen einer Servopresse, wie etwa automatische Hubverstellung, vollautomatische Stößelverstellung, komplettes Safety-Paket sowie Anbindungsmöglichkeiten für die vor- und nachgelagerten Prozesse über PROFINET.

Die Möglichkeiten der Steuerung mit SIMOTION sind enorm.
Jörg Stateczny, Leiter der E-Fertigung bei Helmerding
Kundenvorteile

Ein Blick in Richtung Zukunft

Bei Helmerding sieht man diese Lösung aus einem Guss mit einer Zykluszeit von 1 ms als richtungsweisend, gerade auch bezüglich der Interoperabilität der Anlage.

„Kurz gesagt, die Datenübertragungsrate darf die Taktzeit der Gesamtanlage nicht beeinflussen, was bei Lösungen mit verschiedenen Schnittstellen aber oft der Fall ist. Bei verschärftem Wettbewerb und Geschwindigkeiten von mehreren Hüben pro Sekunde ist das immens wichtig,“ so Dirksen. Stateczny fasst es so zusammen: „Die Möglichkeiten der Steuerung mit SIMOTION sind enorm. Unser Interesse ist groß, für unsere Kunden daraus umfassende Automatisierungslösungen um unsere Pressen herum zu entwickeln, denn der Bedarf in diesem Bereich ist riesig.“ 

Weitere Referenzen

Mehr Effizienz – dank perfekt zugeschnittener Lösungen