Das sinnvolle Verbinden der Be­arbeitungstechnologien Stanzen, Formen und Schweißen von Teilen aus Metallbandmaterial zu rationellen, vollautomatischen Prozessen – darin liegt die Kernkompetenz des französischen Maschinenbauers Pressmac. Eines der Zugpferde des aktuellen Portfolios ist ein neu entwickelter, komplett servogetriebener Stanz-/Biegeautomat mit der Bezeichnung CMP 350 beziehungsweise dem kleineren Schwestermodell CMP 250: Auf einem massiven Fuß sitzt der beidseitig identisch profilierte Rahmen in Form eines um 90° gekippten „U“. Er dient als Träger für die als bewegliche Schlitten konstruierten, funktionalen Baugruppen. Neben dem obligatorischen Stanzmodul mit 20 oder 40 Tonnen Kraft können maximal 16 solcher Schlitten auf beiden Seiten des Rahmens montiert werden.

Vorder- und Rückansicht der Maschine mit den als bewegliche Schlitten konstruierten Funktionsmodulen: Das Stanzmodul erfordert zwei Servomotoren, die Biegemodule je einen Servomotor.

© Schneider Electric

In puncto Maschinenbedienung entschied sich Pressmac für den Einsatz eines Industrie-PC. Dies erscheint auf den ersten Blick aufwendig, hat aber einen konkreten Grund: Auf dem Be­dienpanel ist eine von Pressmac ent­wickelte Software installiert, mit der sich auf einfachem Weg ein kompletter Umformprozess durch Definition der einzelnen Nocken-Profile bestimmen lässt. „Und diese Software erfordert einen PC“, begründet Marcel Becker, Gründer und Geschäftsführer von Pressmac, den Einsatz des Magelis-IPC von Schneider Electric.

Mit Unterstützung des französischen PacDrive-Teams hat Becker daher auch gleich von Anfang an auf das Tem­plate-basierte Software-Modell von Schneider Electric gesetzt. Sowohl Template als auch die Vielzahl der verfügbaren Funktionen zum modularen Aufbau des Programms verfügen bereits über integrierte Funktionalitäten für das Fehler-Management, die Diagnose, die OMAC-konformen Betriebsmodi und andere notwendige Standardfunktionen, die im Normalfall erst einmal definiert und implementiert werden müssen. Die Vorteile, die sich daraus ergeben, sind eine standar­disierte Programmierung, höhere Wiederverwendbarkeit von Programm-Modulen sowie die Verwendung getesteter Software. „All dies sind wertvolle Bau­steine für die Reduktion von Engineering- und Inbetriebnahmezeiten“, resümiert Becker.

Umrüstzeit um zwei Drittel reduziert

Aus der Motion-Control-basierten Automatisierungslösung resultiert nach Überzeugung des Pressmac-Geschäftsführers ein Maß an Flexibilität, mit dem klassische, kurvenscheibengesteuerte Maschinen nicht mithalten können. So lassen sich die Nocken der einzelnen Schlitten, der Auswerfer und der Zangen des Vorschubs unabhängig voneinander frei programmieren. Weiterhin sind die einzelnen Nockenebenen sowie alle anderen Werte als produktspezifische Parametersätze am Bedienpanel der Maschine speicher- und aufrufbar.

Die Automatisierungsarchitektur des servo­getriebenen Stanz-/Biegeautomaten.

© Schneider Electric

Bei Produktwechsel lädt die Steuerung nach Aufruf des entsprechenden Parametersatzes die neuen elektronischen Kurven für die Nocken – mechanische Arbeiten sind nicht nötig. Eine mit AC-Motor angetriebene Transportkette vereinfacht das Verfahren der Schlitten in neue Positionen. Nacheinander werden alle relevanten Schlitten in die Kette eingekoppelt, verfahren und wieder ausgekoppelt. Durch den verwendeten Altivar-71-Frequenzumrichter und einen Absolutwert-Multiturn-Drehgeber wird eine ausreichend hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung der Schlitten erzielt. Nach dem Verfahren des jeweiligen Schlittens wird dieser wieder manuell verspannt. Ein bis zwei Stunden dauert die Umstellung auf die Fertigung eines anderen Produkts bei der CMP 350. Das kann sich sehen lassen: „Durchaus branchenüblich sind drei bis sechs Stunden“, bietet Marcel Becker Zahlen für einen Vergleich.

Interessant ist auch die Art und Weise, wie Pressmac den Umformprozess gelöst hat: Während beim Wettbewerb der Hub mehrheitlich über Kugelrollenspindeln realisiert wird, erzeugen bei der CMP 250/350 die von Servomotoren angetriebenen Nocken die Bewegung und die Kraft zum Umformen der Teile. Sie führen dabei keine fortlaufenden Drehungen aus, sondern stellen sich nach jedem Hub wieder zurück in die Ausgangsposition. „Dieses Verfahren ist vorneweg 20 % schneller als der klassische Ansatz mit Spindel“, nennt Marcel Becker den Vorteil.

Bis zu 20 % höhere Taktrate

Blick in den von der Maschine abgesetzten Schaltschrank: Links oben der PacDrive-Controller, rechts daneben und in der Reihe darunter die MC-4-Servoverstärker, in den beiden darunter liegenden Reihen die beiden MC-4-Servover­stärker für je einen Motor des Stanzmoduls.

© Schneider Electric

Allerdings ist es auch das mathematisch deutlich anspruchsvollere Verfahren. „Die Option, dieses Verfahren zu realisieren, ist nur mit einer Motion-Control-basierten Automatisierungslösung möglich“, unterstreicht der Pressmac-Geschäftsführer. Zusätzlich bietet die Bedienoberfläche der Maschine die Option, über eine Optimierungssoftware die komplette Nockenebene auf maximale Geschwindigkeit zu trimmen. Das Ergebnis spricht für sich: Je nach Produkt sind zwischen 5 und 250 Maschinentakte pro Minute re­alisierbar.

Diese Leistung darf als eine Kampfansage an klassische, mechanische Maschinen angesehen werden: „Früher bekam man die höhere Flexibilität einer servogetriebenen Maschine um den Preis einer um bis zu 40 % geringeren Geschwindigkeit. Heute dagegen sind solche Maschinen im Grunde genauso schnell wie von sonstigen Leistungs­daten her vergleichbare mechanische Maschinen“, bringt Becker die veränderten Verhältnismäßigkeiten auf den Punkt.