Produktionssicherheit erneuert

Spritzgießmaschinenbauer Arburg hat eine umfassende Modernisierung seiner „Schlüssel"-Presse veranlasst. Mechanik und Hydraulik wurden hierbei von Pressenhersteller Dieffenbacher erneuert, den elektro- und automatisierungstechnische Teil modernisierte Koch. Für Arburg war dies der Schlüssel für langfristige Qualität und Verfügbarkeit dieser Presse.
Sie haben noch Fragen zu unserem Angebot?

Kontaktieren Sie unsere Experten für Umformtechnik

Herausforderung

Qualität und Zukunftssicherheit „reloaded"

Die 3.000-Tonnen-Hydraulikpresse ist seit über 30 Jahren ein elementares Glied in der Fertigung der Arburg GmbH + Co. KG, einem der weltweit führenden Hersteller hochwertiger Spritzgießmaschinen und additiver Fertigungssysteme.

In seinem Stammwerk in Loßburg/Schwarzwald biegt der Maschinenbauer darauf die Maschinenständer aller Spritzgießmaschinen aus großformatigen Stahlblechen mit Dicken von bis zu acht Millimetern.

Inzwischen war mit der in die Jahre gekommenen Hydraulik zum einen die geforderte Genauigkeit nicht mehr langfristig sicherzustellen, zum anderen gestaltete sich die Ersatzteilversorgung auch für die Steuerungs- und Antriebstechnik immer schwieriger und kostspieliger. Die Produktionsverantwortlichen wollten deshalb beizeiten handeln und dem „worst case“ eines längeren ungeplanten Ausfalls der „Schlüssel“-Presse mit einem umfassenden Retrofit vorbeugen. Dazu durfte die Produktion maximal fünf Wochen unterbrochen werden, um die Lieferfähigkeit nicht zu beeinträchtigen.

Lösung

Automatisierung aus einem Guss …

Pressenhersteller Dieffenbacher, der die Mechanik und Hydraulik erneuert hat, und Retrofit-erfahrene Spezialisten der Koch automation GmbH aus Ilsfeld für den elektro- und automatisierungstechnischen Teil, haben eine neue, durchgängig auf Komponenten von Siemens basierende Automatisierungslösung entwickelt und in Rekordzeit umgesetzt.

Die Presse wurde elektrisch komplett entkernt, die gesamte Sensorik ausgetauscht, ein neues Wegmesssystem und ein zweiter Wegaufnehmer zur Überwachung der Stößel(kipp)bewegung installiert. Koch hat neben jeweils neuer Steuerungs-, Antriebs- und HMI-Technik auch die Schaltschränke und Klemmenkästen für den Leistungs- und den Steuerungsteil der Presse sowie den Verfahrwagen zum Ausschieben der Fertigteile realisiert.

Neue Pressenhauptsteuerung ist eine SIMATIC S7-300F mit fehlersicherer CPU, die über dezentrale Peripheriebaugruppen SIMATIC ET200S und Profibus auch fehlersicher mit Aktoren und Sensoren in der Presse kommuniziert. Darüber hinaus wurden die Antriebe der sechs Werkzeugverstellachsen – zwei davon auf der Einlaufebene, vier im oberen Bereich – durch ein zeitgemäßes Pedant aus modularen Umrichtern SINAMICS S120 und Servomotoren SIMOTICS S-1FK7 von Siemens ersetzt. Statt zweier konventionell bestückter Bedientafeln (eine davon war auf der Presse installiert) gibt es jetzt ein zentrales SIMATIC-Panel TP1500 Comfort mit Touchdisplay zum Bedienen und Beobachten in Sichtweite zum Prozess.

… für sicheren, komfortablen Pressenbetrieb

Angelehnt an den bisherigen Ablauf, jedoch von Grund auf neu programmiert und visualisiert wurde ein Schrittketten-basierter Biegeprozess. Mit Hilfe der Funktion „Einfachpositionierer (EPos)“ im Antriebssystem SINAMICS S120 konnte mit geringem Aufwand ein präziser Gleichlauf im Master-Slave-Betrieb der vier oberen beziehungswiese der zwei unteren Werkzeugverstellachsen realisiert werden. Damit kann der Pressenführer nun auch fertig gebogene Gehäuse bei Bedarf nachbiegen, beispielsweise wenn die Rückstellung durch unterschiedliche Materialeigenschaften zu Maßabweichungen führt.

Die neue Lösung erlaubt zudem nahtloses Weiterbiegen nach einer störungsbedingten Unterbrechung des Ablaufs im Automatik-Betrieb. Das war bislang nicht möglich und führte mitunter zu aufwändiger Nacharbeit oder Ausschuss. Der zweite Wegaufnehmer bietet in Verbindung mit einer zusätzlichen Überwachung in der Steuerung Sicherheit vor dem Kippen/Verkanten des Pressenstößels bei asymmetrischer Belastung.

Über standardisierte, zertifizierte Pressensicherheitsbausteine für die SIMATIC S7-300F sind Funktionen wie Zwei-Hand-Bedienung und Ventilüberwachung für Maschinen- und Personenschutz gelöst. Die Stillstandsüberwachung der SIMOTICS-Servomotoren ist über die Sicherheitsfunktion Safe Stopp 1 (SS1) direkt im Antriebssystem SINAMICS S120 realisiert. Dies und die Kommunikation über Profibus und das Profisafe-Protokoll zur Hauptsteuerung haben zusätzliche Sicherheits-Hardware sowie Verdrahtungsaufwand erspart.

Kundenvorteile

Transparenz für Effizienz

Eine Steuerung für alle Aufgaben und die Feldbustechnik haben auch die Anbindung der Komponenten in dezentralen Klemmenkästen in und auf der Presse erheblich flexibler gestaltet und vereinfacht. Wertvoll ist dies insbesondere dann, wenn alte Schaltpläne mit neuer Technik umgesetzt werden müssen.

Wesentlich komfortabler, transparenter und dadurch effizienter geworden sind auch das Einrichten, Bedienen und Beobachten der Presse am zentralen HMI per Touchdisplay. Die neu erstellte Bedienoberfläche visualisiert unter anderem sämtliche Einschaltbedingungen in übersichtlicher grafischer Form und erleichtert damit die Bedienerführung. Eine Darstellung aller Betriebszustände, Betriebs- und Störmeldungen für jeden einzelnen Busteilnehmer vereinfacht die Fehlerlokalisierung und reduziert somit Stillstandszeiten. Einmal erstellte Biegeprogramme können im Werkzeugdatenspeicher des Panels über die Standard-„Rezepturverwaltung“ der Siemens-Geräte mit bis zu 500 Werkzeugdatensätzen abgelegt und bei Bedarf einfach wieder aufgerufen werden.

Wolfgang John, Abteilungsleiter bei Arburg, ist mit den Resultaten und insbesondere mit dem Verlauf dieses Modernisierungsprojekts sehr zufrieden: „Mit der gewählten Siemens-Ausrüstung sind sowohl die zuverlässige Funktion unserer Presse als auch die Ersatzteilverfügbarkeit dafür wieder über Jahre hinaus gesichert.“ Eher selten erlebe man, dass derart umfangreiche Projekte deutlich vor dem geplanten Termin abgeschlossen werden. Das Team von Dieffenbacher und Koch hat statt der angesetzten fünf Wochen während des Sommerurlaubs nur vier Wochen bis zum Wiederanlauf benötigt.

Die modernisierte Schlüssel-Presse läuft seither zuverlässig und störungsfrei – und wird dies wieder über viele Jahre hinaus tun. Maschinengehäuse können wieder genau und komfortabler denn je gebogen werden und die Ersatzteilversorgung ist langfristig gesichert. Nicht zuletzt lässt sich der Prozess auch nach Unterbrechungen nahtlos fortführen, was Nacharbeit erspart.

Weitere Referenzen

Mehr Effizienz – dank perfekt zugeschnittener Lösungen