ENERGIEEFFIZIENTE SCHMIEDEANLAGEN IM BEREICH MASSIVUMFORMUNG SCHULER PRESSEN GMBH

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1 14. APRIL 2015 ENERGIEEFFIZIENTE SCHMIEDEANLAGEN IM BEREICH MASSIVUMFORMUNG SCHULER PRESSEN GMBH Servotechnologie in der Massivumformung SCHULER PRESSEN GMBH 1

2 15. JANUAR 2015 ANFORDERUNGEN AN MECHANISCHE PRESSEN DER MASSIVUMFORMUNG Vortrag Messe Hannover April SCHULER PRESSEN GMBH 2

3 GRUNDFRAGE WAS IST DAS ZIEL VON KARL MUSTERMANN? Karl Mustermann Eigentümer der Mustermann UmformGmbH Geld Viel Geld Gewinnbringende Herstellung von Umformteilen SCHULER PRESSEN GMBH 3

4 GRUNDFRAGE WIE KANN KARL MUSTERMANN SEIN ZIEL ERREICHEN? Karl Mustermann Eigentümer der Mustermann UmformGmbH Viel Geld Gewinn Gewinn = ( Stückpreis Stückkosten ) x Stückzahl SCHULER PRESSEN GMBH 4

5 GRUNDFRAGE AUS DEN ZIELEN KÖNNEN DIE ANFORDERUNGEN ABGELEITET WERDEN Hoher Gewinn Gewinn Hohe Stückpreise Stückpreise Geringe Stückkosten Stückkosten Hohe Stückzahlen Stückzahlen Hohe Qualität der Umformteile Near-Net-Shape Einhaltung enger Toleranzen Realisierung geringer Aufmaße Geringe Betriebskosten Einfacher und geringer Bedienungsaufwand Geringer Energieverbrauch Geringe Wartungs-und Reparaturkosten Geringe Abschreibungskosten Geringer Anschaffungspreis Geringe Installationskosten Geringer Platzbedarf Geringer Materialeinsatz Hoher Automatisierungsgrad Innerhalb der Presse Vor und nach der Presse Kurze Taktzeiten Hohe Flexibilität Geringe Stillstandszeiten Hohe Verfügbarkeit und geringer Wartungsaufwand Schnelles Umrüsten bei Produktwechsel Schnelles Einfahren neuer Produkte SCHULER PRESSEN GMBH 5

6 KURZE TAKTZEITEN UND HOHE FLEXIBILITÄT - DURCH SERVOANTRIEBSTECHNIK SCHULER PRESSEN GMBH 6

7 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE ÜBER DIE JAHRZEHNTE WURDEN FLEXIBLERE ANTRIEBE ENTWICKELT Gelenkantrieb Exzenterantrieb mit Hubverstellung Servopresse mit begrenzter Presskraft Gelenkantrieb mit Hubverstellung Servoantrieb SDT ~ 1950 ~ 1980 ~ SCHULER PRESSEN GMBH 7

8 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE EXZENTERANTRIEB TEILESPEKTRUM Flache oder schaftförmige Schmiedeteile Schaftförmige Teile der Halbwarmumformung HAUPTANWENDUNG Vorwärtsfließpressen Napfen Stauchen STÖßELKURVE sinusförmig SCHULER PRESSEN GMBH 8

9 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE MODIFIZIERTER KNIEHEBELANTRIEB TEILESPEKTRUM Flache oder napfförmige Fließpressteile Lange schaftförmige Teile (Getriebewellen) HAUPTANWENDUNG Reduzieren und Vorwärtsfließpressen Napfen Stauchen Prägen und Kalibrieren STÖßELKURVE Modifizierte Sinuskurve mit geringer Geschwindigkeit im Arbeitsbereich SCHULER PRESSEN GMBH 9

10 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE NEUSTE ENTWICKLUNG - SERVOANTRIEB TEILESPEKTRUM Gesamte Bandbreite von verschiedenen Bauteilen HAUPTANWENDUNG Alle Prozessschritte STÖßELKURVE Frei programmierbare Kinematik SCHULER PRESSEN GMBH 10

11 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE NEUSTE ENTWICKLUNG - SERVOANTRIEB SERVOPRESSENTECHNOLOGIE HEIßT: dass der bisherige Antrieb mit einem gleichmäßig laufenden frequenzgeregelten Drehstrommotor wird durch einen oder mehrere Torque-Servomotoren ersetzt (Ein Torquemotor kann vereinfacht als ein auf hohe Drehmomente optimierter, großer Servomotor mit Hohlwelle betrachtet werden) Weiterhin entfallen das Schwungrad und die Kupplung und Bremse Die Torquemotoren werden direkt oder mittels eines Planetengetriebes an die Antriebswelle oder Kurbelwelle angeflanscht SCHULER PRESSEN GMBH 11

12 ENTWICKLUNGEN DER PRESSENANTRIEBE TORQUEMOTOREN SCHULER / OSWALD ELEKTRISCHER DIREKTANTRIEB MIT MAXIMALEM DREHMOMENT Niedrige Bemessungsdrehzahl Extrem geräuscharm Keine Rotorverluste Ohne Untersetzung, kein Umkehrspiel Trägheitsarm, sehr dynamisch Wartungsfrei Hohe Lebensdauer Quelle: Oswald Elektromotoren GmbH SCHULER PRESSEN GMBH 12

13 TAKTZEITREDUZIERUNG UND FLEXIBILITÄTSERHÖHUNG DURCH ANPASSUNG DES STÖßELWEGVERLAUFES AN DIE KONKRETEN ANFORDERUNGEN Hub Bereich der Umformung Bereich des Werkzeugöffnens Bereich des Teiletransports Zykluszeit SCHULER PRESSEN GMBH 13

14 OPTIMIERUNG IM BEREICH DES UMFORMENS Anforderungen Grenzen der Umformgeschwindigkeit durch Materialeigenschaften (Fließfähigkeit) Reduzierte Geschwindigkeit bei Loch-oder Beschneideoperationen Begrenzung der Geschwindigkeit durch Werkzeugfunktionen wie Federn, Gasdruckfedern oder Schließvorrichtungen Werkzeugverschleiß und Werkzeugstandzeiten Einflussmöglichkeiten durch Servotechnik Anpassung der Umformgeschwindigkeit an die Teileanforderung und Materialeigenschaften Für Kaltumformung konstante und geringe Umformgeschwindigkeit resultiert in besseren Materialfluss und geringere Reibung Für Warmumformung höhere Umformgeschwindigkeit resultiert in geringeren Wärmeübergang in das Werkzeug Erhöhung der Prozessstabilität Verbesserung der Teilequalität Erhöhung der Werkzeugstandzeiten Optimierung der Zykluszeit Erzielung einer höheren Ausbringung SCHULER PRESSEN GMBH 14

15 OPTIMIERUNG IM BEREICH DES WERKZEUGÖFFNENS Anforderungen Schnelle Freigängigkeit des Werkzeug Begrenzung der maximalen Öffnungsgeschwindigkeit der Gasdruckfedern und Schließvorrichtungen Begrenzte Geschwindigkeiten für andere Werkzeugfunktionen Begrenzte Geschwindigkeit beim Auswerfen des Teils Sicherstellung des korrekten Greifens der Umformteile Einflussmöglichkeiten durch Servotechnik Geringere Auswerfergeschwindigkeit Für Kaltumformung geringe Geschwindigkeit, wenn Gasdruckfedern oder Schließvorrichtungen die Endlage erreichen Für Warmumformung schnelles Öffnen nach der Umformung Erhöhung der Prozessstabilität durch Vorbeugen des Springens der Teile beim Auswerfen und Sicherstellen des sicheren Greifens Erhöhung der Werkzeugstandzeiten Optimierung der Zykluszeit Erzielen einer höheren Ausbringung SCHULER PRESSEN GMBH 15

16 OPTIMIERUNG IM BEREICH DES TEILETRANSPORTS Anforderung Lange Freigängigkeit des Werkzeug Grenzen und Anforderungen durch das Transferkonzept Zweibalkentransfer, Einbalkentransfer oder Roboter Anforderung durch Kühlung und Schmierung des Werkzeuges Anforderungen der Freigängigkeit durch die Teilelänge Einflussmöglichkeiten durch Servotechnik Anpassung der Geschwindigkeit im Bereich des oberen Totpunktes zur Realisierung der notwendigen Freigängigkeit Erhöhung der Prozessstabilität Vergrößerung der Zeitspanne für Kühlen und Schmieren Erhöhung der Werkzeugstandzeiten Optimierung der Zykluszeit Erzielen einer höheren Ausbringung SCHULER PRESSEN GMBH 16

17 FALLBEISPIEL 1: KALTUMFORMUNG LANGE GETRIEBEWELLEN AUSBRINGUNGSSTEIGERUNG SCHULER PRESSEN GMBH 17

18 FALLBEISPIEL 1: LANGE GETRIEBEWELLEN AUSBRINGUNGSSTEIGERUNG JEDES TEILETRANSPORTSYSTEM (TRANSFER ODER ROBOTER) BENÖTIGT EINE MINDESTZEIT um das geschmiedete Teil zu greifen zur nächsten Umformstufe zu transportieren das Teil abzulegen aus dem Umformbereich herauszufahren. DIE VERFÜGBARE ZEIT FÜR DEN TEILETRANSPORT WIRD BESTIMMT DURCH den frühesten Zeitpunkt, wann der Stößel soweit geöffnet hat, dass der Transfer/Roboter in den Werkzeugraum hineingreifen kann dem spätesten Zeitpunkt, wann der Stößel soweit geschlossen wurde, dass der Transfer/ Roboter den Werkzeugraum verlassen haben muss SCHULER PRESSEN GMBH 18

19 FALLBEISPIEL 1: LANGE GETRIEBEWELLEN ANFORDERUNG UND ZIELSETZUNG Anforderung und bisherige Grenzen AUSGANGSSITUATION Durch die notwendige Gestaltung des Werkzeuges und daraus resultierenden Grenzen der Freigängigkeit sowie durch die grenzen der maximalen Beschleunigungen des Transfersystems ist bei hoher Pressenhubzahl die Zeit für den Transport des Teiles von einer Umformstufe zur nächsten nicht ausreichend. FAZIT Die Produktionshubzahl muss auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, um dem Transfer ausreichend Zeit zum Teiletransport zu geben. Zielsetzung Ziel ist es durch Anpassung des Stößelwegverlaufes, dem Transfergerät ausreichend Zeit zum Teiletransport zur Verfügung zu stellen und trotzdem eine kürzere Taktzeit und somit eine hoher Ausbringung zu erzielen SCHULER PRESSEN GMBH 19

20 FALLBEISPIEL 1: LANGE GETRIEBEWELLEN AUSGANGSSITUATION Um die Getriebewelle nach dem Ausheben aus dem Werkzeug von einer Umformstufe zur nächsten zu transportieren, konnte nur eine Produktionshubzahl von 24 /min eingestellt werden. Transportzeit Taktzeit = 2,5 sec = 24 Teile/min SCHULER PRESSEN GMBH 20

21 FALLBEISPIEL 1: LANGE GETRIEBEWELLEN ANPASSUNG Die Stößelgeschwindigkeit im oberen Bereich des Stößelhubes wurde auf 22 /min verlangsamt. Im Gegenzug wurde die Stößelgeschwindigkeit im unteren Bereich auf 36 /min erhöht. Somit konnte zum einen dem Transfergerät die notwendige Transportzeit gegeben werden und die Durchschnittsgeschwindigkeit und somit die Ausbringung wurde erhöht Transportzeit Taktzeit = 2,22 sec = 27 Teile/min SCHULER PRESSEN GMBH 21

22 FALLBEISPIEL 1: LANGE GETRIEBEWELLEN SCHULER MEHRSTUFEN KNIEHEBELPRESSE MSL DURCH GEEIGNETE ANPASSUNG DER STÖßELGESCHWINDIGKEIT KANN DIE EINSCHRÄNKUNG DURCH DAS TRANSFERSYSTEM ZUM TEIL KOMPENSIERT WERDEN Eine Steigerung der Ausbringung von über 12% wurde erreicht! SCHULER PRESSEN GMBH 22

23 FALLBEISPIEL 2: SCHMIEDEN VON GETRIEBERÄDERN AUSBRINGUNGSSTEIGERUNG SCHULER PRESSEN GMBH 23

24 FALLBEISPIEL 2: SCHMIEDEN VON GETRIEBERÄDERN SCHULER KURBELSCHMIEDEPRESSE PK1600-SDT Optimale und flexible Anpassung der Stillstandzeit in OT an die Anforderungen der Werkzeugkühlung Steigerung der Ausbringung durch Verkürzung der Taktzeiten Verlängerung der Werkzeugstandzeiten durch kurze Druckberührzeiten Steigerung der Ausbringung +15% SCHULER PRESSEN GMBH 24

25 FALLBEISPIEL 2: SCHMIEDEN VON GETRIEBERÄDERN AUSBRINGUNGSSTEIGERUNG Die Werkzeugstandzeiten beim Schmieden werden maßgeblich durch den Wärmeeintrag in das Werkzeug beeinflusst. Um möglichst hohe Werkzeugstandzeiten zu erreichen ist es das Ziel die Druckberührzeit so kurz wie möglich zu halten und zusätzlich so lang wie möglich das Werkzeug zu kühlen. Kurze Druckberührzeiten erfordern eine hohe Kurbelwellendrehzahl. Lange Sprüh-und Kühlzeiten erfordern eine ausreichend lange Taktzeit Wird der Konflikt zwischen Druckberührzeit und Kühlzeit immer größer, kann er nur noch gelöst werden, indem von Dauerlaufbetrieb in Einzeltaktbetrieb umgestiegen wird. Im Einzeltaktbetrieb bestehen Grenzen in der Ausbringung durch die maximal zulässigen Schalthäufigkeit der Kupplung und Bremse SCHULER PRESSEN GMBH 25

26 FALLBEISPIEL 2: SCHMIEDEN VON GETRIEBERÄDERN ANFORDERUNG UND ZIELSETZUNG Anforderung und bisherige Grenzen AUSGANGSSITUATION Durch das notwendige Kühlen der Werkzeuge, müssen Schmiedepressen im Einzeltakt betrieben werden. Der Einzeltaktbetrieb führt zu einem hohen Verschleiß im Kupplungs-Bremssystem der Presse. FAZIT Um den Verschleiß der Kupplung und Bremse und somit die Wartungskosten in wirtschaftlichen Grenzen zu halten, kann die Ausbringung der Anlage nicht über die zulässige Schalthäufigkeit hinaus erhöht werden. Zielsetzung Einsatzes eine integrierten Kühl- Schmiersystems zur zeiteffizienteren Kühlung der Werkzeuge und somit Schaffung des Potentials zur Taktzeitverkürzung und Ausbringungssteigerung SCHULER PRESSEN GMBH 26

27 FALLBEISPIEL 2: SCHMIEDEN VON GETRIEBERÄDERN SCHULER KURBELSCHMIEDEPRESSE PK1600-SDT FAZIT: DURCH DIE ANPASSUNG DER STÖßEL KINEMATIK IN VERBINDUNG DER TEILE TRANSPORTES SOWIE DER WERKZEUG SPRÜHUNGKONNTEN DIE HUBZAHLEN SOWIE DIE STANDZEIT DER WERKZEUGE ERHÖHT WERDEN. Eine Steigerung der Ausbringung von über 15% wurde erreicht! SCHULER PRESSEN GMBH 27

28 FALLBEISPIEL 3: KALTFLIESSPRESSTEIL VOM DRAHT AUSBRINGUNGSSTEIGERUNG SCHULER PRESSEN GMBH 28

29 FALLBEISPIEL 3: KALTFLIESSPRESSTEIL VOM DRAHT SCHULER HORIZONTALE MEHRSTUFENPRESSE FORMMASTER FM500-6 SDT Durch Anpassung der StößelgeschwindigkeitKompensation der Begrenzungen durch das Transfersystem Steigerung der Ausbringung durch Verkürzung der Taktzeiten Reduzierung der Umformgeschwindigkeit und des Werkzeugverschleißes Steigerung der Ausbringung +12% Reduzierung Verschleiß -17% SCHULER PRESSEN GMBH 29

30 FALLBEISPIEL 3: KALTFLIESSPRESSTEIL VOM DRAHT STEIGERUNG DER AUSBRINGUNG UND DER WERKZEUGSTANDZEIT JEDES TEILETRANSPORTSYSTEM (TRANSFER ODER ROBOTER) BENÖTIGT EINE MINDESTZEIT um das geschmiedete Teil zu greifen zur nächsten Umformstufe zu transportieren das Teil abzulegen aus dem Umformbereich herauszufahren. DIE VERFÜGBARE ZEIT FÜR DEN TEILETRANSPORT WIRD BESTIMMT DURCH den frühesten Zeitpunkt, wann der Stößel soweit geöffnet hat, dass der Transfer/Roboter in den Werkzeugraum hineingreifen kann dem spätesten Zeitpunkt, wann der Stößel soweit geschlossen wurde, dass der Transfer/ Roboter den Werkzeugraum verlassen haben muss SCHULER PRESSEN GMBH 30

31 FALLBEISPIEL 3: KALTFLIESSPRESSTEIL VOM DRAHT ANFORDERUNG UND ZIELSETZUNG Anforderung und bisherige Grenzen AUSGANGSSITUATION Durch die notwendige Gestaltung des Werkzeuges und daraus resultierenden Grenzen der Freigängigkeit kann der Transfer das Teil erst sehr spät greifen und der Weg des Gegenhalters ist begrenzt. FAZIT Die Produktionshubzahl muss auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, um dem Transfer ausreichend Zeit zu geben, um das Teil zu greifen, bevor der Gegenhalter das Teil verlässt. Zielsetzung Ziel ist es durch Anpassung der Stößelgeschwindigkeit, dem Transfergerät ausreichend Zeit zum Greifen des Teils zur Verfügung zu stellen und trotzdem eine kürzere Taktzeit und somit eine hoher Ausbringung zu erzielen SCHULER PRESSEN GMBH 31

32 FALLBEISPIEL 3: KALTFLIESSPRESSTEIL VOM DRAHT SCHULER HORIZONTALE MEHRSTUFENPRESSE FORMMASTER FM500-6 SDT FAZIT: DURCH GEEIGNETE ANPASSUNG DER STÖßELGESCHWINDIGKEIT KANN DIE EINSCHRÄNKUNG DURCH DAS TRANSFERSYSTEM ZUM TEIL KOMPENSIERT WERDEN UND WERKZEUGSTANDZEITEN KONNTEN ERHÖHT WERDEN Eine Steigerung der Ausbringung von 20% und Reduzierung des Werkzeugverschleißes von ca. 12% wurde erreicht! SCHULER PRESSEN GMBH 32

33 FALLBEISPIEL 3: PRÄZISIONSSCHMIEDEN VON SICHERHEITSBAUTEILEN SCHULER PRESSEN GMBH 33

34 FALLBEISPIEL 4: SCHMIEDEN VON ANSCHLAGMITTELN LINEARHAMMER MIT SERVODIREKT TECHNOLOGIE TYP KGE Steigerung der Bauteilgenauigkeit Minimierter Wartungsaufwand Maximale Verfügbarkeit Energieverbrauch -21% SCHULER PRESSEN GMBH 34

35 FALLBEISPIEL 4: ANSCHLAGMITTEL HAMMER GESCHMIEDET STEIGERUNG DER PRÄZISION, SENKUNG DER ENERGIEKOSTEN GENAUESTE ENERGIEDOSIERUNG IM 1% BEREICH Schmiede Genauigkeit erhöhen Unnötige setzt Schläge vermeiden Reproduzierbare Produktion da keine Einflüsse von Zwischenmedien. HOHE FLEXIBILITÄT Arbeitsgänge wie Rohlinge stehend entzundern werden in einem Arbeitsgang integriert. SENKUNG DER ENERGIEKOSTEN Durch einen hohen Wirkungsgrads des Antriebs SCHULER PRESSEN GMBH 35

36 FALLBEISPIEL 4: SCHMIEDEN VON ANSCHLAGMITTELN ANFORDERUNG UND ZIELSETZUNG Anforderung und bisherige Grenzen AUSGANGSSITUATION Einflüsse wie Öltemperatur oder Ventilschaltzeiten haben Energieschwankungen zur Folge. Zielsetzung Ziel ist es durch einen direkten Antrieb ohne zwischen Medium wie Öl oder Luft eine genaueste Energie Dosierung zu gewährleisten FAZIT Die Materialeinsatz sowie die Umformenergie höher größer sein um Energieschwankungen zu kompensieren SCHULER PRESSEN GMBH 36

37 FALLBEISPIEL 4: SCHMIEDEN VON ANSCHLAGMITTELN FAZIT: Mit dem neuen Linearhammer wurde eine genaue Energie Dosierung im +/-1% Bereich erreicht. Der Gesamt Energieverbrauch wurde im Vergleich zu einem direkt vergleichbaren hydraulischen System um gemessen 21% verbessert SCHULER PRESSEN GMBH 37

38 FALLBEISPIEL 5: MODERNE HORIZONTALE SCHMIEDEPRESSE UPSETTER MIT SERVOTECHNOLOGIE SCHULER PRESSEN GMBH 38

39 FALLBEISPIEL 5: ANSTAUCHEN VON KOMPRESSOR SCHAUFELN UPSETTER MIT SERVODIREKT TECHNOLOGIE TYP MSU Flexibler Hubablauf Unabhängiger Schmiede/ Klemmstößel Geringer Wartungsaufwand Variable Umformgeschwindikeiten von 0-200mm/s SCHULER PRESSEN GMBH 39

40 FALLBEISPIEL 5: ANSTAUCHEN VON KOMPRESSOR SCHAUFELN ANFORDERUNG FLEXIBLE UNABHÄNGIGE ANTRIEBE Der Charakter einer mechanischen Presseist erforderlich, dennoch sind die Umformgeschwindigkeiten sowie Umformkurven frei programmierbar. Maximales Arbeitsvermögen bei geringer Umformgeschwindigkeit. UNABHÄNGIGE ANTRIEBE Klemm-und Schmiede Stößel unabhängig programmierbar. Der Klemmstößel ist als Schmiede-Stößel verwendbar. Rüstvorgänge erleichtern. Klemmsicherheit bei Dickenschwankungen des Rohmaterials SCHULER PRESSEN GMBH 40

41 FALLBEISPIEL 5: ANSTAUCHEN VON KOMPRESSOR SCHAUFELN FAZIT: Durch den Einsatz moderner Antriebe wurde höchste Flexibilität und Prozesssicherheit erreicht SCHULER PRESSEN GMBH 41

42 FALLBEISPIEL 6: SPINDELPRESSEN MIT SERVO DIRECT DRIVE SCHULER PRESSEN GMBH 42

43 FALLBEISPIEL 6: SCHMIEDEN VON TURBINENSCHAUFELN SPINDELPRESSE MIT SERVODIREKT TECHNOLOGIE TYP PZS 900F Flexibler Hubablauf Minimierter Wartungsaufwand Maximale Verfügbarkeit Präzise Energiedosierung +/-2% SCHULER PRESSEN GMBH 43

44 FALLBEISPIEL 6: SCHMIEDEN VON FANBLADES AUF EINER SPINDELPRESSE ANFORDERUNGEN FLEXIBLER HUBABLAUF Nur den benötigten Stößelweg abzufahren PRÄZISE ENERGIEDOSIERUNG Durch dynamische Motoren den Energieeinsatz präziser zu bestimmen. ENERGIE MANAGEMENT Rückspeisung der Energie beim Bremsen SCHULER PRESSEN GMBH 44

45 - DURCH SERVOANTRIEBSTECHNIK SCHULER PRESSEN GMBH 45

46 ENERGIEMANAGEMENT BEI PRESSEN MIT SERVODIREKTANTRIEB SCHULER PRESSEN GMBH 46

47 ARBEITSPRINZIP OHNE ENERGIE MANAGEMENT HOHE NETZBELASTUNG AUF GRUND HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Servopressen haben leistungsfähige Antriebe Während der Umformung haben die Antriebe einen kurzeitig hohen Energie-und Rückspeisebedarf Umformbereich SCHULER PRESSEN GMBH 47

48 ARBEITSPRINZIP OHNE ENERGIE MANAGEMENT HOHE NETZBELASTUNG AUF GRUND HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei kontinuierlichem Dauerlauf ist ein geringer Energiebedarf auf Grund von Reibung und anderer Verluste Aufwärtsbewegung Abwärtsbewegung SCHULER PRESSEN GMBH 48

49 ARBEITSPRINZIP OHNE ENERGIE MANAGEMENT HOHE NETZBELASTUNG AUF GRUND HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei der Modifizierung der Stößelgeschwindigkeitwird beim Abbremsen Energie erzeugt Diese Energie muss ins Kundennetz zurückgespeist werden. Abbremsen SCHULER PRESSEN GMBH 49

50 ARBEITSPRINZIP OHNE ENERGIE MANAGEMENT HOHE NETZBELASTUNG AUF GRUND HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei der Modifizierung der Stößelgeschwindigkeitwird beim Beschleunigen Energie benötigt Diese Energie muss aus dem Kundennetz zur Verfügung gestellt werden Beschleunigen SCHULER PRESSEN GMBH 50

51 ARBEITSPRINZIP MIT ENERGIE MANAGEMENT GERINGE NETZBELASTUNG TROTZ HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Servopressen haben leistungsfähige Antriebe Während der Umformung haben die Antriebe einen kurzeitig hohen Energie-und Rückspeisebedarf Die Energie wird teilweise aus dem Energiespeicher oder dem Kundennetz bereitgestellt. Umformbereich SCHULER PRESSEN GMBH 51

52 ARBEITSPRINZIP MIT ENERGIE MANAGEMENT GERINGE NETZBELASTUNG TROTZ HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei kontinuierlichem Dauerlauf ist ein geringer Energiebedarf auf Grund von Reibung und anderer Verluste Diese Zeit kann genutzt werden um den Energiespeicher aufzuladen. Aufwärtsbewegung Abwärtsbewegung SCHULER PRESSEN GMBH 52

53 ARBEITSPRINZIP MIT ENERGIE MANAGEMENT GERINGE NETZBELASTUNG TROTZ HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei der Modifizierung der Stößelgeschwindigkeit wird beim Abbremsen Energie erzeugt Diese Energie kann im Energiespeicher zwischengespeichert werden. Diese Energie muss nichtins Kundennetz zurückgespeist werden. Abbremse SCHULER PRESSEN GMBH 53

54 ARBEITSPRINZIP MIT ENERGIE MANAGEMENT GERINGE NETZBELASTUNG TROTZ HOHER ANTRIEBSLEISTUNG Bei der Modifizierung der Stößelgeschwindigkeit wird beim Beschleunigen Energie benötigt Diese Energie kann aus Energiespeicher entnommen werden. Diese Energie muss nichtaus dem Kundennetz bereitgestellt werden. Beschleunigen SCHULER PRESSEN GMBH 54

55 ARBEITSPRINZIP MIT ENERGIE MANAGEMENT ZUSAMMENFASSUNG ENERGIEMANAGEMENT IN VERBINDUNG MIT EINEM ENERGIESPEICHER ERLAUBT Deutliche Reduzierung der Strombelastung des kundenseitigen Energienetzes Vermeidung der Energierückspeisung in das kundenseitige Energienetz SCHULER PRESSEN GMBH 55

56 ENERGIE - EINSPARPOTENTIALE BEI PRESSEN MIT SERVODIREKTANTRIEB SCHULER PRESSEN GMBH 56

57 ENERGIEEINSPARPOTENTIALE BEI PRESSEN MIT SERVODIREKTANTRIEB IM EINZELTAKT-BETRIEB KONVENTIONELLE PRESSE Wird eine konventionelle Presse im Einzeltakt betrieben, so wird bei jedem Kupplungs-und Bremsvorgang Reibarbeit geleistet, welche als Verlustenergie in Form von Wärme verloren geht. SERVOPRESSE Werden Servopressen im Einzeltaktbetrieb eingesetzt, so wird die beim Bremsen erzeugte Energie im Energiespeicher zwischengespeichert und wird beim Beschleunigen wieder genutzt. Der Servopresse muss in diesem Fall deutlich weniger Energie zugeführt werden und hat somit einen besseren Wirkungsgrad. Zugeführte Energie In Umformung umgesetzte Energie Energie- Verluste speicher in Kupplung und Bremse Mechanische und elektrische Verluste SCHULER PRESSEN GMBH Bei Start-Stopp Betrieb 57

58 ENERGIEEINSPARPOTENTIALE BEI PRESSEN MIT SERVODIREKTANTRIEB IM DAUERLAUFBETRIEB In Produktion Je nach Anforderung des Prozesses und der gewählten Art und Stärke der Modifikation der Stößelgeschwindigkeit können ein oder mehrere der Servoantriebsmotoren abgeschaltet werden. Ebenfalls kann je nach Bedarf der Energiespeicher zu- oder abgeschaltet werden. In Stand-By (Betriebsbereitschaft) Wenn die Servopresse steht, entstehen keine Verlustleistungen an den Hauptantriebsmotoren. Mittels intelligentem Energiesparmanagement können zusätzlich alle Nebenaggregate zeitgesteuert im Stand-By Betrieb abgeschaltet bzw. automatisch wieder angefahren werden. (z.b.: Hydraulik, Schmierung, Energiespeicher usw.) DIESE MAßNAHMEN REDUZIEREN DIE VERLUSTLEISTUNGEN UND ERHÖHEN SOMIT DIE ENERGIEEFFIZIENZ. DIESE MAßNAHMEN REDUZIEREN DIE VERLUSTLEISTUNGEN UND ERHÖHEN SOMIT DIE ENERGIEEFFIZIENZ SCHULER PRESSEN GMBH 58

59 EFFICIENTHYDRAULICFORMING. DIE ENERGIESPAR-REVOLUTION FÜR HYDRAULISCHE PRESSEN

60 EFFICIENT HYDRAULIC FORMING DIE EHF MODULE: EINE INNOVATION VIELE IDEEN 1. EHF Standby 2. Bedarfsgerechte Erzeugung der Hilfsenergie 3. Wirkungsgradoptimierte modulare Hydraulik 4. Energie-Rückspeisung ENERGIEEINSPARUNGEN VON 20 BIS 60 % Bei allen Betriebsphasen (ohne Eingreifen des Hydraulische Schmiedepresse mit EHF. Bedieners) SCHULER ECOFORM

61 EHF STANDBY Elektrische Abschaltung der Hauptantriebe bei Stillstand Hauptantriebe werden hydraulisch beschleunigt und elektrisch wieder zugeschaltet Extrem schneller synchroner Anlauf aller Hauptantriebe Geräuschreduzierung im Stillstand Kein YΔ-Hochlauf Weitere Hauptantriebe 1,6s 1. Hauptantrieb Nebenantrieb FU SCHULER ECOFORM

62 SCHULER ECOFORM WEGE ZU HÖHERER ENERGIEEFFIZIENZ Konventionell Motoren mit hoher Energieeffizienzklasse Rückspeisende Antriebssysteme Standby-Schaltung bei mechanischen Umformmaschinen Innovativ Völlig neue Antriebssysteme, z. B. Linearhammer Neues Maschinendesign, z. B. MSC-2000, CBR 4.0 NeueSteuerungsfunktionen fürsmarteproduktion, z. B. Schuler Smart DC Grid, EHF-Standby Änderung der Umformprozesse, z. B. optimierte Bewegungsabläufe in der Teilezuführung und neue Technologien beim Platinenschnitt Energieeffizienz ist für Schuler ein wichtiger Treiber für Innovationen

63 VERRINGERUNG DER STILLSTANDSZEITEN UND VERBESSERUNG DES NUTZUNGSGRADES SCHULER PRESSEN GMBH 63

64 VERBESSERUNG DES NUTZUNGSGRADES VERRINGERUNG DER STILLSTANDSZEITEN BEIM EINRICHTEN DER PRESSE Variable Stößelgeschwindigkeiten im Einrichtbetrieb bei voller Presskraft und vollem Arbeitsvermögen Programmiertes Anfahren genauer Stößelpositionen Sehr langsames und gefühlvolles Fahren der Presse und des Transfers zur Prüfung der Freigängigkeit Schnelles Freifahren der Presse durch Quick Lift - Funktion Somit schnellere und sichere Inbetriebnahme von Werkzeugen SCHULER PRESSEN GMBH -Verbesserte Funktionalität beim 64 Einrichten -

65 VERBESSERUNG DES NUTZUNGSGRADES VERRINGERUNG DER STILLSTANDSZEITEN DURCH KÜRZE WARTUNG GLEICHE ZUVERLÄSSIGE KONSTRUKTION & QUALITÄTWIE BEI EINER KONVENTIONELLEN MECHANISCHEN PRESSE JEDOCH: Keine Kupplungs- Bremskombination Kein Schwungrad Keine Schwungradbremse Keine mechanische Stößelverriegelung Kein Antriebsriemen Geringerer Wartungsaufwand und somit kürzer Stillstandszeiten SCHULER PRESSEN GMBH 65

66 DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT SCHULER PRESSEN GMBH 66