Inhaltsverzeichnis. unsere Technologie 01. Elektronik 20. Energieeinsparung 32

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1 Inhaltsverzeichnis unsere Technologie 01 Elektronik 20 Energieeinsparung 32

2 unsere Technologie

3 Schliesssystem Einpresssystem Hydrauliksystem Sicherheitseinheiten

4 Einpresssystem

5 Einpresssystem SC Stärkestruktur Hydraulische Einpresshöheverstellung Kolbenakku, Fabrikat Bolenz und Schäfer Bearbeitetes Kolben zum Ablesen des Hubs mittels eines berührungslosen Sensors: mehrere Genauigkeit, weniger Gewicht, niedriger Massenträgheit, schelle Schaltung in den Einpressenphasen, wenige Gratbildungen. geringe Betriebsdruck (150 bar): weniger Verschleiß von Hydraulikkomponenten Hochgeschwindigkeit (10 m/s im Leerbetrieb) geeignet auch für den Druckguss von Magnesiumlegierung Zwei getrennte Kreislaufe: unabhängige und getrennte Schaltung für die einzelnen Phasen, Wiederholbarkeit in Geschwindigkeit und Druck, kein Konflikt

6 SC: separated circuit Proportional mit geöffnetem Regelkreis Proportional mit geöffnetem Regelkreis mit Abbremsen Druck Geschwindigkeit geschlossenes Regelkreis für Geschwindigkeit geschlossenes Regelkreis für Geschwindigkeit und Druck 2 getrennte Kreislaufe: unabhängige und getrennte Schaltung für die einzelnen Phasen, Wiederholbarkeit in Geschwindigkeit und Druck, kein Konflikt Hochgeschwindigkeit: 10 m/s auch für Druckgießmaschine mit großer Tonnage

7 Proportional mit geöffnetem Regelkreis Proportionalsventil (1) zur Regelung der Geschwindigkeit der ersten Phase: Erfüllungsgeschwindigkeit schneller als die erste Phase mit Pumpe. Regelung der Geschwindigkeitsrampe Proportionalsventil (2) zur Regelung der Geschwindigkeit der zweiten Phase Proportionalsventil (3) zur Regelung der Inkrementalgeschwindigkeit für Druck der dritten Phase Proportionalminderer (4) zur Regelung der Gegendruck

8 Proportional mit Abbremsen Ein Proportionalsventil (1) regelt den Einpressentlastungsdurchfluss: Überprüfung der kinetischen Kraft, bessere Erfüllung und wenige Gratbildungen

9 geschlossenes Regelkreis für Geschwindigkeit Proportionaleinpressgruppe mit geschlossenem Regelkreis für Geschwindigkeit, umschaltbar im geöffneten Regelkreis: durch Software für eine absolute Flexibilität und eine Freiheit der Einstellung Die zweite Phase (1) und das Einpressenabbremsen (2) sind durch zwei Proportionalsventile der neuesten Generation verwaltet, die speziell in Zusammenarbeit mit der Fa. Parker entwickelt wurden. Mit geschlossenem Regelkreis ermöglichen diese Ventile eine Überprüfung der Einpresskolbengeschwindigkeit sowie eine Einstellung der Geschwindigkeitsprofil. Das Überprüfungssoftware verwalt die zwei Proportionalsventile, um die gewünschte Geschwindigkeitsprofil zu erhalten mit der Möglichkeit von bis zur 20 Geschwindigkeitspunkte einzustellen.

10 Geschlossenes Regelkreis für Geschwindigkeit und Druck Die Enddruck ist durch ein 3-weg- Ventil (1) geregelt, welches in Kombination mit dem On-Off-Ventil für die dritte Phase (2) die Kontrolle in geschlossenem Regelkreis für die Druck ermöglich. Das Überprüfungssoftware verwalt die zwei Proportionalsventile, um die gewünschte Geschwindigkeitsprofil zu erhalten mit der Möglichkeit von bis zur 10 Druckspunkte einzustellen.

11 SC-Einpresssystem 3.0 Leistungsfähigstes Einpresssystem es wurden die Kreise wurden optimiert, die Ölmenge zusätzlich reduziert und die Druckverluste minimiert, für eine schnellere Reaktion der zweiten Phase und eine schnellere Steigerung der Multiplikationsphase. Einfachstes Einpresssystem Kompaktestes Einpresssystem: einfach und schnell Zugriff auf den Funktionsbauteile, es wurden die Störelemente unter dem Boden entfernt. Zuverlässigstes Einpresssystem Komponenten der neuesten Generation: projektiert, entwickelt und getestet für die spezifische Anwendung sowie für eine genaue Integration mit den elektronischen Steuerungen für die Überprüfung im geschlossenen Regelkreis von Druck und Geschwindigkeit (Anwählbar vom Schaltschrank). Die externe Rohrleitungen wurden entfernt, sämtliche hydraulische Kreise sind integriert (innerhalb der Verteilerblöcke)

12 SC-Einpresssystem 3.0 Horz. Multiplikator Massereduzierung von 60%: weniger Trägheit und größerer Leichtigkeit

13 Basament, Säulen und Formaufspannplatten

14 Basament Robuste und kompakte Struktur aus elektrogeschweisstem Stahl. Interner hydraulischer Zentraltank mit dementsprechendem Schlämmkreis Ölniveau- und Temperaturüberprüfungsgruppe beim Schaltschrank lesbaren für eine höhere Kompaktheit der Druckgießmaschine ist die Hydraulikgruppe am Basament angebracht. getrennte Thermoregelungs- und Filterungseinheit für die hydraulische Flüssigkeit der Druckgießmaschine. Gleitbahnen für die bewegliche Formaufspannplatte aus gehärtetem Stahl, die eine höhere Verschleißfestigkeit gewährleisten.

15 Säulen und Formaufspannplatten sämtliche verwendete Stähle sind zertifiziert Keine Verwendung von Eisen! Die Formaufspannplatten sind entweder aus Gussstahl oder aus Schmiedesstahl hergestellt und von führenden italienischen Unternehmen zertifiziert. Säulen mit gerollten Gewinde die Säulen sind aus Sonder-Stahl (Nickel Cromo Molibdeno) mit gerollten Gewinde (das Gewinde erfolgt mittels Eindrücken/Pressung und nicht mittels Zerspanung) für eine höhere Festigkeit. Kein Säulenbrechen nach mindestens 10 Jahren. sämtliche Formaufspannplatten sind mit einer INOX-Stahlaufpanzerung (5mm) realisiert um eine erhörte Härte (320 HB) sowie eine höhere Verschleißfestigkeit und eine höhere Widerstandfähigkeit gegen Schmierstoffe zu erhalten.

16 Hydrauliksystem

17 Hydrauliksystem Max Zugänglichkeit für Überprüfung und Instandhaltung zu den hydraulischen Komponenten. Trennen des Hydrauliksystems in 4 Bereichen, um die Fehlersuche zu erleichtern. Inverter zum Energiesparen sowie für eine optimale Verwaltung der Pumpe während des Zyklus der Druckgießmaschine. geringe Betriebsdruck (150 bar): weniger Verschleiß von Hydraulikkomponenten Flügelzellenpumpe, Fabrikat Vickers oder Denison, oder Innenzahnradpumpe, Fabrikat Bucher Schnellkupplungen für die Tank-Erfüllung oder für die Verbindung zu externer zusätzlicher Filterungseinheit.

18 Hydrauliksystem feste Rohrleitungen mit erhöhter Dichte, um sich gegen eventuelle Widderstoß zu wehren, die von der Druck der hydraulischen Flüssigkeit verursacht sind. Diese Röhren werden mittels einer CNC-Biegenmaschine kalt gebogen. Die wichtigen Kommerzielbauteile sind: Pumpen Pumpenmotoren Proportionalsventile Elektroventile Hochdruckfilter Warmtauscher

19 Schmierung

20 Zentralschmierung Zentralschmierungsanlage Punkt für Punkt, um eine korrekte Verteilung des Schmiermittels an die verschiedenen Gleitensstelle der Druckgießmaschine zu gewährleisten Überprüfung der Schmierungsphase durch Idea3 mit Alarm im Fall vom Schmiermittelmangel es ist eine Ölschmierung mit Tank und dementsprechender Niveauüberprüfung mit Voralarm für eine minimale Ölniveau im Tank serienmäßig vorgesehen. Verteilung mit Kupper-Röhrleitungen

21 Sicherheit

22 Sicherheit Die Druckgießmaschinen sind mit allen dementsprechenden Sicherheiten und Protektionen CE gezeichnet. Italpresse ist ein technisches Mitglied des CENs, der Europäische Ausschuss für die Sicherheitsvorschriften, um die Druckgießmaschinen immer sicher zu stellen, ohne daß, das automatischen Betrieb benachteiligt wird. Für die Sicherheitsverwaltung haben wir Applikationen mit PLC für die Sicherheit von Pilz, Typ Pnoz Multi und PSS 3000 entwickelt, oder Standardlösung mit Modulen von Verkabelungslogik. Schutztüren am Boden oder am Basament angebracht Freiraum im Druckgießformbereich Wenige Instandhaltung Bewegungshochgeschwindigkeit

23 IP Ton

24 TF Ton

25 Ein wenig Geschichte über die TF-PROJEKTENTWICKLUNG 2003 Beginn der Prototypsentwicklung 2004 Herstellung des Prototyps und erste Giessentesten 2005 Produktionstest und Produktivzyklenüberprüfungen des Prototyps in der Giesserei 2006 Entwicklung der gesamten Baureihe Entwicklung der neun rückseitigen Traverse (entfernt vom Basament) für eine bessere Belastungsverteilung sowieein optimiertes Schieben der beweglichen Platte für Schließen und Öffnen Entwicklung des neuen Kombiblocks mit integriertem Widerumlauf 2011 Entwicklung der neuen Einpresssystems, SC Analyse über die Verwendung von niedriger Anzahl von beweglichen Teilen für eine Verbesserung der Geschwindigkeit der beweglichen Platte und für eine Zykluszeitminderung 18

26 Daimler, TF

27 Elektronik Supervisions und Überprüfungssystem

28 Ein wenig Geschichte Entwicklung der elektronischen Systeme 1989: SYS2000 (Open Loop) 1992: VD5 VD6 (Open Loop) Simems S5 1994: SYS3000 (Open Loop) 1997: SYS3000PC (Close Loop) 2007: IDEA3 (Close Loop) Simens S7 20

29 Systemstruktur DG-Maschinen mit geschlossenem Regelkreis HMI Einpresskontrolle DGM-Automation DATA BUS Echtzeitkontrolle DGM- Automation 21

30 Komponenten laut italpresse-standard PLC: SIEMENS S7, Baureihe 300 FIELDBUS: PROFIBUS, PROFINET INDUSTRIAL PC: GEFRAN GFBOX MIT INDUSTRIALLEM ETHERNET REMOTE I/O SAFETY: PILZ, PROFISAFE 22

31 Die vorteile unserer wahl SIEMENS S7 PLC ZUVERLÄSSIG UND GANZ OFFEN FÜR DEN KUNDEN PROFIBUS, PROFINET OPTIMALE LEISTUNG UND GROSSE FÄHIGKEIT FÜR VERBINDUNGEN GEFRAN INDUSTRIAL PC MULTITASKINGS- UND ECHTZEITSYSTEM MIT HERVORRAGENDER ZYKLUSZEIT UND HOHE PERSONALISIERUNGSFLEXIBILITÄT PILZ, PROFISAFE NOCH SICHERER 22

32 BMW TF2700 application IDEA 3 PC DATA ACQUISITION PLC Modbus TCP/IP SAFETY Profinet REMOTE I/O REMOTE I/O REMOTE I/O Profibus INVERTER THERMOR. UNIT 23

33 Idea3 - pc based control Computerisiertes elektronisches System für Maschinenüberwachung und Einpresskontrolle HARDWARE ausgerüstet mit industrielles PC mit Echtzeitsystem (VxWorks) SOFTWARE von Italpresse vollständig entwickelt Human Machine Interface Einpresskontrolle Erfassung und Archivierung von Daten 24

34 IDEA3 - software merkmale Multitasking programmation HMI TASK JAVA SPRACHE Standard Hochsprache; unabhängig von Hardware und Betriebssystem CONTROL TASKS C++ LANGUAGE Standard Hochsprache; hohe Effizienz und schnellere Kontrolle (500 us Zykluszeit) 25

35 IDEA3 - einpresseneinstellungen Hochflexibilität Geschwindigkeits-Setpoint als Funktion vom Kolbenhub. 20 verschiedene Einstellungspunkte zum Einstellen der Einpressengeschwindigkeitsprofile. Druck-Setpoint als Funktion von Zeit. 10 verschiedene Einstellungspunkte zum Einstellen der Druckprofile. 26

36 Interface - hauptmenu 27

37 Interface - geschwindigkeitsprofil Einstellung von Geschwindigkeitsprofil bis zu 20 Punkten Geschwindigkeit als Funktion vom Hub 28

38 Interface - druckprofile Einstellung von Drucksprofil bis zu 10 Punkten Druck als Funktion von Zeit 29

39 Wo wir sind Einpressenhochleistung Große Genauigkeit und Wiederholbarkeit Kurze Bemusterungszeit Hohe Festigkeit und Zuverlässigkeit Flexibilität Interne Software-Entwicklung Personalisierungsmöglichkeiten 30

40 R&D Milestein Schnittstelle: freie Konfigurierung Alarm und Meldungstexte (Juli 2012) Farben und Stilen von Schnittstelle (Feb.2012) Datenverwaltung für Datenanalyse Datenbank-Funktionen: join and query (Jan 2013) Energiesparung (Ziel 55%) Erweiterte Inverter-Steuerung : Entwicklung und Verbesserung von Drehmoment- und Drehzahlregelung für hydraulische Anwendungen. (Dez. 2012) 31

41 ENERGIEEINSPARUNG

42 Grundkonzept Hyd. Leistung = (Nutzlast + Entlastungslast) x Druck Gesamte Pumpenleistung Pumpenvolumen x Drehungsanzahl Mit der traditionellen hydraulischen Verwaltung: In der Betriebsphase, wo der Druck benötigt wird, aber nicht für die Menge, gibt es eine große Energie-Ineffizienz; die von den Motoren produzierte elektrische Energie verursacht nur die Erwärmung der hydraulischen Flüssigkeit 32

43 Hydraulikverwaltung Nutzlast Entlastungslast Phasen mit Nachfrage von niedriger Menge Traditionelle hydraulische Verwaltung: Konstantmengepumpen ohne Inverter Optimierte hydraulische Verwaltung: Konstantmengepumpen mit Rückwirkungsinverter Nutzlast Entlastungslast Die Entlastungslast wird auf die minimale Pumpenmenge reduziert Phasen mit Nachfrage von niedriger Menge 33

44 Optimierte hydraulische Verwaltung Konstantmengepumpen mit Rückwirkungsinverter mit der von Fa. Italpresse entwickelte optimierte Hydraulikverwaltung: in der Betriebsphase, wo der Druck benötigt wird, aber nicht für die Menge, wird das Inverter die Pumpengeschwindigkeit auf die tatsächliche Nachfrage von Druck reguliert, es wird dann die Pumpengeschwindigkeit reduziert, um die gewünschte Druck mit der minimalen Menge zu bekommen. Die dynamischen Leistungen werden durch den kombinierten Einsatz vom Inverter und traditionellen hydraulischen Komponenten garantiert. 34

45 Graphikdarstellung Leistung / Drehungen Leistung / Druck 35

46 Case study mit dgm TF 1350 Die Messungen wurden durch IME-Analysetor, Modell Nemo 96 HD durchgeführt Geschätzter aktueller Stromverbrauch (KWh / Jahr) Geschätzter Stromverbrauch (KWh / Jahr) Geschätzter erreichbarer Stromverbrauch (KWh / Jahr) Energieeinsparung (%) Geschätzte erreichbare Energieeinsparung ( /Jahr) Verwendung von IE kwh kwh kwh 2,34% 1.813,00 Motoren Verwendung von IE2-Motoren + Inverter mit Grundmodalität kwh kwh kwh 22,60% Verwendung von IE2- Motoren + Inverter mit kwh kwh kwh 36,04% ,00 erweiterter Verwaltung 36

47 Die Lösung von Fa. Italpresse und Fa. ABB Energieeinsparung kein konstanter Betrieb der Pumpe mit einer maximalen Drehzahl. Die Pumpengeschwindigkeit ändert sich je nach den tatsächlichen Bedarf für jede Phase der Maschine. Es wird nur die tatsächliche Energiemenge geliefert, die von den Verbraucher gefordert ist. Einsparung bei Maschinenölkühlung Reduzierung der verlorenen Energie zur Beheizung der hydraulischen Flüssigkeit à Verringerung der notwendigen Kühlungsleistung Lärmminderung Als Folge des Pumpenbetriebs mit reduzierter Drehzahl oder sogar stillstehend in der Zyklenpause 37

48 Die Lösung von Fa. Italpresse und Fa. ABB Wartungskostenreduzierung die hydraulische Flüssigkeit ist wenig gestresst und deshalb sind die Ölwechselintervalle erheblich verlängert Reduzierung der installierten Leistung mit der gleichen vertraglich gelieferten Leistung könnten weitere DG-Maschinen eingesetzt werden Die Einstellung durch Inverter gewährleistet ein cosφ (i.e. power factor) ca. 1 Diese reduziert die aufgenommen Blindleistung oder, als Alternativ, entfernt das Bedürfnis für eine Phasenetzerrungsanlage. 38