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Steuerungstechnik / Motion Control: In 16 Stationen automatisiert zum Zollstock

Kein Haushalt und keine Baustelle kommt ohne Meterstab beziehungsweise Zollstock aus – trotzdem genießt das praktische Messgerät meist wenig Aufmerksamkeit. Automatisierungstechnisch ist seine Herstellung allerdings durchaus komplex.

Maßarbeit, Yaskawa Bildquelle: © Fotolia / Bertold Werkmann

Seit 1922 ist der tschechische Holzwaren-Hersteller Metrie auf Meterstäbe beziehungsweise Zollstöcke spezialisiert – und damit auf ein durchaus anspruchsvolles Produkt: Immerhin besteht ein Gliedermaßstab – so die offizielle Bezeichnung – aus 48 Einzelteilen. Trotzdem liegt die Längenabweichung zwischen den vielen tausend Exemplaren bei höchstens 0,7 mm. 

Die weitgehend automatisierte Produktion erfordert insgesamt 16 Arbeitsschritte. Unlängst sollte dabei eine ältere, kurvengesteuerte Maschine durch eine zeitgemäße Anlage mit synchronisierten Bewegungsabläufen ersetzt werden, um damit die Produktivität zu steigern und den Prozess stabiler zu machen.

Produktion von Gliedermaßstäben, Yaskawa Bildquelle: © CNC Technology

Die Produktion von Gliedermaßstäben mit ihren insgesamt 48 Einzelteilen erfolgt weitgehend automatisiert.

Diese Aufgabe übernahm der tschechische Spezialmaschinenbauer Vúts mit Sitz in Liberec im Dreiländereck Tschechien-Polen-Deutschland. Die Lösung der Vúts-Konstrukteure ordnet insgesamt 16 Stationen um eine zentrale, 360°-drehbare Karusselldrehstation herum an. In den Stationen können mehrere Be-arbeitungsschritte wie Bohren und Fräsen parallel erfolgen. Weitere Stationen dienen zum Be- und Entladen der Maschine sowie für Messprozesse zur Qualitätssicherung. Der besondere Vorteil dieses Konzepts besteht darin, dass die Maschine bei einem Produktwechsel nicht mechanisch umgerüstet werden muss. Die erforderlichen Parameter lassen sich vielmehr einfach über das HMI-Bedienfeld einstellen. Insgesamt erreicht die Maschine eine Taktzahl von 60 Zyklen pro Minute.

Karusselldrehstation, Yaskawa Bildquelle: © CNC Technology

Die Karusselldrehstation umfasst insgesamt 16 Stationen.

Sowohl die Steuerung der komplexen, synchronisierten Bewegungsabläufe als auch der Antrieb der Karusselldrehstation und von weiteren 20 Achsen erfolgt über die Maschinensteuerung MP3200 von Yaskawa sowie über Servoantriebe der Reihe Sigma-5 und Frequenzumrichter vom Typ V1000 desselben Herstellers. Letztere sind mit ihrer hochdynamischen Stromvektor-Regelung (Open Loop Vector) sowohl für Asynchron- als auch Permanent-Magnet-Synchronmotoren im Leistungsbereich 100 W bis 15 kW ausgelegt.

Was die genannte Maschinensteuerung betrifft, so steht mit MP3200iec auch eine Variante speziell für den europäischen Markt zur Verfügung. Diese ermöglicht mit ihrer IEC-Entwicklungsoberfläche eine einfache und übersichtliche Programmierung nach dem 61131-3-Standard. Indem sich die CPU-Größe und die Basiseinheit frei wählen lassen, kann bei künftigen Erweiterungen die Leistung nach Bedarf erhöht werden. Für Eingangs- und Ausgangsmodule stehen – je nach Anwendung – mehrere Basiseinheiten mit drei, fünf oder neun Steckplätzen sowie die Option für eine Rack-übergreifende Erweiterung zur Auswahl. In Summe lassen sich mit diesem Controller bis zu 62 Achsen steuern.