Servoantriebe im Anlagenbau Erzieherische Maßnahme!

Sowohl qualitativ als auch quantitativ ist Frankreich eines der bedeutendsten Weinanbaugebiete der Welt. Besonders bekannt sind die Weine aus Bordeaux, Burgund oder dem Languedoc-Roussillon sowie der Champagne. Rebsorten wie Chardonnay, Merlot oder Cabernet Sauvignon sind typisch für französische Weine. Genuss und Arbeit Weinerzeugung bedeutet viel Arbeit. Denn die Rebe ist eine Rankpflanze und benötigt zur Kultivierung permanente Unterstützung. Die jungen Reben müssen für die maschinelle Lese so erzogen werden, dass sowohl das Wachstum der Pflanze als auch der Bereich, in dem die Trauben reifen, für den maschinellen Prozess optimal sind. Die Erziehung der Pflanze, hierunter versteht der Winzer den Anbau und die Formgebung des Rebstocks, geschieht mit den charakterischen Gerüsten aus Holz oder – moderner – aus verzinkten Stahlprofilen. Um die Reben in die bekannte Wachstumsrichtung zu bringen, kommen Unterstützungen zum Einsatz. Diese Unterstützungsmaterialien sollen langlebig und standfest sein sowie eine gewisse Elastizität aufweisen, damit sie nach einer maschinellen Lese nicht ausgetauscht werden müssen und somit die Instandhaltungskosten niedrig halten. Am häufigsten werden sogenannte vertikale Erziehungssysteme verwendet. Hierbei formen Drähte, die an Stahlprofilen befestigt und geführt sind, ein Spalier. Der dadurch gewünschte Effekt ist, dass die blatttragenden Triebe der Rebe in die Höhe ranken, während die Trauben nur in einem bestimmten Bereich wachsen. So wird die maschinelle Lese optimal unterstützt. An dieser Stelle kommt der elsässische Spezialist Profil Alsace ins Spiel, ein Tochterunternehmen der Hukstahl GmbH, Neuhausen. Geschäftsführer Mirko Rupp und seine Mitarbeiter kennen genau die Bedürfnisse der Winzer und die Anforderungen an die Rebenunterstützungen. Profil Alsace kann auf Basis seiner 30-jährigen Erfahrung ein optimal angepasstes System von Pfählen und Zubehör anbieten, das ein rationelles Arbeiten im Weinberg unterstützt. Dynamisch und kraftvoll An einem Spalierpfahl befinden sich typischerweise zwischen 24 und 32 Haken in teils unterschiedlicher Ausformung, je nach Anwendung und Einsatz der Spalierpfähle. Für spezielle Wein- oder Obstbauregionen kommen auch extra lange Pfähle zum Einsatz, die am oberen Ende kleinere Stahlprofile aufnehmen, über die dann eine Pergola zum Sonnenschutz gezogen werden kann. Die Herstellung der Stahlprofile geschieht vollautomatisch und hochpräzise. Dazu entwickelte Profil Alsace eine neue Hochgeschwindigkeitspresse. \“Der Bau der neuen Presse wurde auch durch die Entwicklung des neuen Produkts, einem Profil mit R-Haken, notwendig. Zur Herstellung dieses Hakens sind vier Prozessschritte erforderlich: Stanzen, Prägen, zweimal Biegen. Die alte Anlage war in der mittleren Verarbeitungsgeschwindigkeit vergleichbar, aber in puncto Verarbeitungsqualität und Umrüstzeiten liegen Welten zwischen Alt- und Neuanlage. Zudem konnten nur maximal zwei Umformstufen realisiert werden, die jeweils mechanisch eingerichtet werden mussten. Die der neuen Hochgeschwindigkeitspresse nachgeschalteten Profilieranlage verarbeitet 30 bis 80m Bandstahl je Minute. Danach werden die profilierten Stahlprofile abgelängt und jeweils zwölf von einem Roboter aufgenommen und für den nächsten Bearbeitungsschritt, dem Verzinken, aufgehängt\“, erläutert Projektleiter Dr.-Ing. Raimund Reisacher (Dr. Reisacher Winzerbedarf GmbH) den Prozess. In der Hochgeschwindigkeitspresse, dem Herzstück der Herstellung, kommt hochdynamische und kraftvolle Technik von SEW-Eurodrive zum Einsatz. Insgesamt 26 Servogetriebemotoren erzeugen die Kraft für den Stanz-, Präge- und Biegeprozess und sorgen für den Vorschub des Stahlbandes. Sie werden durch die Steuerung Movi-PLC und den Mehrachs-Servoverstärker Moviaxis geregelt. Immerhin erzeugt eine Bearbeitungszelle eine Stanzkraft bis 25 Tonnen – bei nur 100mm Zellenbreite. Die Hochgeschwindigkeitspresse selbst besteht aus zwölf separat getakteten Stanz-, Biege- und Prägezellen, die jeweils in zwei Achsen programmierbar sind. In Summe sind also zweimal zwölf Servogetriebemotoren der Baureihen CMP50 bis CMP100 dafür zuständig, dass die Haken entstehen. Die zugehörigen Werkzeugformen befinden sich in Schnellwechselkassetten. Spezielle Rezeptur Für die diversen Stahlprofile und unterschiedlichen Haken sind die dazu benötigten Vorschübe, Positionen, Werkzeuge und Taktzeiten als Prozessfolge in einer übergeordneten SPS als Rezept (Parametersatz) hinterlegt. Werden ein neues Profil oder Haken produziert, muss lediglich das Rezept leicht angepasst werden. Eine mechanische Anpassung mit Umbauten entfällt vollständig. Die Umstellung auf ein neues Rezept und damit auf ein neues Produkt erfolgt innerhalb weniger Sekunden. Weil die Presse nicht mit einer festen Matrize arbeitet, müssen die Antriebe auf der Ober- und Unterseite des Stahlbandes synchon laufen. Das geschieht über die Funktion \’Kurvenscheibe\‘ im Servoverstärker Moviaxis. Die Ausklinkungen der Haken können bis zu 25mm tief sein; daher ragen sie aus der Bandebene heraus. Also müssen die Motoren für den Vorschub das Werkzeug wieder ganz aus der Ebene fahren, damit weder dieses noch der Haken beschädigt werden. Entsprechend sauber hat die Positionierung des Stahlbandes für den nächsten Bearbeitungsschritt zu sein. Die Movi-PLC steuert auch die Servoantriebe für den Bandvorschub, der bei freier Positionierung bis zu 240m/min beträgt. Im normalen Betrieb beträgt die Taktzeit 0,3s; damit erreicht man bis zu 300mm Bandvorschub innerhalb eines Taktes. Die Kommunikation der Moviaxis-Antriebe muss ebenso schnell erfolgen, damit die kurzen Taktzeiten erreicht werden. Hierzu kommen in Summe drei Frontbusse zum Einsatz. Die Movi-PLC nutzt Ethercat zur schnellen Kommunikation mit den Moviaxis-Komponenten. Theoretisch würde die Anlage bis zu 250kW Leistung aufnehmen. Durch eine intelligente Energierückspeisung sowie Energiepufferung werden aber produktionsabhängig nur 15 bis 20kW benötigt. Fazit \“Durch die neue Hochgeschwindigkeitspresse konnte die Produktivität deutlich erhöht werden. Die hohe Flexibilität und die über Rezepte programmierbaren Werkzeuge erhöhten die Vielfältigkeit und Varianz des Produktspektrums an Stahlpfählen und Haken nachweislich. Wir haben einen hohen Anspruch an Qualität, Zuverlässigkeit und Kundennutzen für unsere eigenen Produkte. Daher kam für Profil Alsace auch nur SEW-Eurodrive als Ausrüster von Antriebs- und Steuerungstechnik in Betracht. Durch die neue Maschine konnten wir unsere Rüstzeiten deutlich senken, was bei unserer Artikelvielfalt die Produktivität und damit unsere eigene Wertschöpfung erhöht\“, fasst Geschäftsführer Mirko Rupp zusammen. \“Die Zusammenarbeit mit SEW, die schnelle Reaktion sowie die Fokussierung auf unsere Anforderungen war einwandfrei und hat beiden Seiten viele Impulse für Neues gebracht\“, ergänzt Dr.-Ing. Reisacher. \“Die neue Presse ist für Profil Alsace ein Entwicklungsträger sowohl für neue Produkte als auch für eine effizientere Produktion im Vergleich zu herkömmlichen Taktanlagen. Profil Alsace strebt an, die Anlage auch Unternehmen aus anderen Branchen anzubieten.\“ Kasten: Die eingesetzten Motoren und Verstärker