Höhere Qualität niedrigere Stückkosten

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1 Servomechanik steigert Dynamik im Feinschneidprozess Höhere Qualität niedrigere Stückkosten Für den Feinschneidbetrieb haben niedrige Stückkosten und optimale Produktqualität neben hoher Ausbringungsleistung und langer Werkzeugstandzeit oberste Priorität. Genau dies bietet die servomechanische Feinschneidpresse MFAservo. Da die Kniehebel durch zwei Torquemotoren direkt angetrieben werden, lassen sich die Bewegungsabläufe und die Geschwindigkeiten entsprechend der jeweiligen Phase des Schneid- und Umformvorganges optimal anpassen. Mit der servomechanischen Feinschneidpresse MFAservo von Feintool lässt sich die Ausbringungsleistung gegenüber konventionellen Feinschneidpressen nahezu verdoppeln. Der Antrieb über die direkt mit dem Kniehebel verbundenen, servogeregelten Torquemotoren ermöglicht, dank Ihrer Dynamik auch bei hohen Taktzahlen einen zuverlässigen Werkzeugschutz. Der Bewegungsablauf des Stössels ist nicht wie bei einer mechanischen Presse fest vorgegeben, sondern kann in jeder Phase flexibel programmiert und angesteuert werden. Die Servomechanik der Maschine ermöglicht eine partielle, nach unten nicht begrenzte Reduzierung der Umformgeschwindigkeit. Mit den am Bildschirm einstellbaren Bewegungsabläufen werden auch schwierige Umformoperationen leichter beherrschbar. Die Maschine nutzt sowohl das flexible Verfahrensprofil hydraulischer Pressen als auch die hohe Arbeitsgeschwindigkeit mechanischer Pressen. Die Grenzen dieser beiden Pressenbauarten sind dem Praktiker hinlänglich bekannt: So etwa sind mechanische Pressen zwar sehr schnell, arbeiten aber mit einem weitgehend starren Geschwindigkeitsprofil und einer nicht veränderbaren Position der Umkehrpunkte. Aus diesem Grund verfügen sie nur über einen kleinen Wirkbereich für die Umformung. Bei hydraulischen Pressen wiederum besteht zwar die Möglichkeit, das Geschwindigkeitsprofil und den Wirkbereich flexibler einzustellen, nachteilig ist jedoch ihre sehr ungünstige Energiebilanz. Dagegen punktet die frei programmierbare Stösselkinematik der servomechanischen Feinschneidpresse sowohl mit einem grossen Mass an Flexibilität als auch mit einer günstigen Energiebilanz. Zwar benötigt die Maschine während einer kurzen Zeitspanne der einzelnen Hübe viel Energie, über den gesamten Arbeitszyklus gerechnet, liegt ihr Energieverbrauch jedoch niedriger als bei vergleichbaren Maschinen anderer Bauart. In jeder Phase des Feinschneid- und Umformprozesses verbraucht sie nur die genau benötigte Energie. Der Hersteller nennt noch weitere Gründe, weshalb die Maschine eine vergleichsweise niedrige Anschlussleistung benötigt: So etwa arbeiten die beiden Torquemotoren mit einem sehr hohen Wirkungsgrad und äusserst geringen Verlustleistungen. Ausserdem verfügt die Maschine über ein ausgeklügeltes Energiemanagementsystem mit elektrischen Speichern, das die Belastung des kundenseitigen Werksnetzes durch Stromspitzen deutlich reduziert. Ein weiterer Grund für die vergleichsweise niedrige Anschlussleistung sind die geringeren mechanischen Verlustleistungen durch den Wegfall der hydraulischen Kupplungs- Bremskombination und des Schwungrades. 1

2 Durchdachtes Maschinenkonzept steigert Nutzungsgrad Torquemotoren sind spezielle Servomotoren, sie zeichnen sich durch hohe Drehmomente bei tiefen Nenndrehzahlen aus. Damit können kleinere 1-stufige Getriebeübersetzungen eingesetzt werden und die Dynamik, sowie der Wirkungsgrad sind markant höher. Die Taktzahl der Maschine lässt sich zwischen 5 und 140 Hüben pro Minute einstellen. Mit einem Stösselhub von 70 Millimeter und mit einer Aufspannfläche von 600 x 600 Millimetern verfügt sie über einen beachtlichen Arbeitsbereich. Im bis 386 Millimeter verstellbaren Werkzeugeinbauraum lassen sich Werkzeuge für die Fertigung von komplexen und mehrfach fallenden Teilen installieren. Auch bereits vorhandene Werkzeuge können eingesetzt werden. Um trotz besonders hoher Dynamik der Presse lange Werkzeug-Standzeiten sicherzustellen, wurden das Maschinengestell und die Stösselführung massiv verstärkt. Das Maschinengestell besteht aus einer zweiteiligen, festigkeits- und verformungsoptimierten Gusskonstruktion mit sehr hohen Dämpfungseigenschaften. Einen wichtigen Beitrag zur hohen Prozesssicherheit bei hohen Taktzahlen leistet unter anderem die sensitive Werkzeugbruchsicherung, bei welcher der servomechanische Antrieb mit dem neu konzipierten Tasttisch zusammenwirkt. Durch aktive Messung sorgt er für eine äusserst kurze Reaktionszeit bis zum Stillstand und verhindert so defekte Werkzeuge und halb durchgeschnittene Teile. Kurze Umrüstzeiten bedeuten kurze Stillstandszeiten. Neben der einfachen Anpassung des Hubsystems über die Konfiguration des elektrischen Antriebs auf dem Bedienerbildschirm tragen weitere Merkmale der Maschine zur Verkürzung der Umrüstzeiten bei. Zum Beispiel das Werkzeug- Schnellwechselsystem mit hydraulischer Werkzeugspannung und Klappkonsolen für den schnellen Werkzeugwechsel. Der Bediener montiert die Werkzeuge mit allen Zusatzelementen ausserhalb der Presse und während der Produktion. Der eigentliche Wechsel des Werkzeugs mit Hilfe der Klappkonsolen, Rollblöcke und seitlichen Führungen dauert nur wenige Minuten. Dies verkürzt unproduktive Stillstandszeiten der Maschine auf einem Minimum und steigert den Nutzungsgrad der Maschine. Die Werkzeugplattenspannung erfolgt hydraulisch. Spezielle Spannzylinder im oberen und unteren Pressentisch sichern einen schnellen und reproduzierbaren Werkzeugwechsel. Das Hydrauliksystem für die Betätigung der Gegenhalter, Ringzacken und Zusatzkräfte verfügt über eine Hochdruck-Speicherladeeinheit zum Abdecken der benötigten Druckspitzen beispielsweise für die hochwirksame Schnittschlagdämpfung. Simulation optimiert Zeit-Weg-Verläufe Die Bedienungselemente sind zusammen mit dem Touch-Screen-Flachbildschirm auf einer schwenkbaren, ergonomisch optimierten Hängekonsole übersichtlich angeordnet. Der Bediener kann in jeder Phase des Bewegungsablaufs Stösselgeschwindigkeit, Kräfte und Wege sowie alle Vorschubachsen individuell programmieren und ansteuern. Auf die gleiche Weise kann er auch für 2

3 Schnittschlagdämpfung und korrekten Synchronlauf von Stössel, Gegenhalter und Ringzacken sorgen. Die Maschine bietet ihm eine hohe Flexibilität im Ablauf der Feinschneid- und Umformprozesse. Die programmierten Daten werden berechnet und als Simulation in einer Grafik aufgezeichnet, so dass der Bediener die Richtigkeit der Programmierung bereits vor dem ersten Hub kontrollieren kann. Nach dem Programmieren eines Werkzeuges kann der Bediener den Schneidvorgang simulieren indem er einen virtuellen Hub durchlaufen lässt ohne den Pressenstössel zu bewegen. Neben den für die Überwachung des Feinschneidprozesses erforderlichen Anzeigen kann er sich im Störfall Klartext-Hilfestellungen oder eine Fehlerhistory der letzten zwölf Tage auf dem Bildschirm anzeigen lassen. Die servomechanische Feinschneidpresse ist mit leistungsfähigen Peripherien ausgerüstet. Zum Beispiel mit einem präzisen Materialvorschub, einem Rollenbandöler für beidseitige Schmierung des Werkstoffes sowie einem Abfalltrenner mit hochdynamischem Scherantrieb. Im Materialvorschub treibt ein geregelter AC-Servomotor die untere und obere Vorschubwalze an. Ihr Vorschubschritt wird komfortabel über die Steuerung eingegeben. Von einer mobilen Steuerbirne aus lässt sich der Vorschub während des Werkzeugeinrichtens mit reduzierter, sicherer Geschwindigkeit vor- und rückwärts bewegen. Der Einlauf- und Auslaufvorschub sowie der Abfalltrenner werden elektronisch überwacht. Und wie bereits erwähnt, ermöglicht es die Servomechanik, die Bewegungsabläufe des Stanzprozesses am Bildschirm einzustellen und Zeit-Weg-Verläufe zu optimieren. So etwa kann die Stösselgeschwindigkeit beliebig verändert und wenn nötig kurzzeitig sogar bis zum Stillstand reduziert werden. Die servomechanische Feinschneidpresse MFAservo ist noch nicht lange am Markt; es ist also zu erwarten, dass die zunehmende Praxiserfahrung für eine fortschreitende Erweiterung des Einsatzspektrums sorgt. Um beim Anwender das Gewinnen von Praxiserfahrung zu beschleunigen und zielführende Wege aufzuzeigen, bietet Feintool speziell auf das konkrete Produktionsumfeld ausgerichtete, kundenspezifische Anwenderschulungen und Experten- Workshops an. Dieses Angebot richtet sich sowohl an Verfahrens- und Werkzeugspezialisten als auch an Einrichter und Pressenbediener. Wenn es zweckmässig erscheint, unterstützen die Prozessspezialisten des Pressenherstellers den Anwender auch während der laufenden Produktion mit nützlichem Know-how. Weitere Informationen: Feintool Technologie AG Lyss, Industriering 3, CH-3250 Lyss, Tel , 3

4 Bild 1: Mit der servomechanischen Feinschneidpresse MFAservo lassen sich sowohl die Ausbringungsleistung und die Qualität der gefertigten Teile als auch die Werkzeugstandzeiten erhöhen. Bildquelle: Feintool Technologie AG Lyss 4

5 Bild 2 Der grosse Werkzeugeinbauraum lässt Möglichkeiten für komplexe oder mehrfach fallende Teile zu. Angebaute Klappkonsolen erlauben einen einfachen und schnellen Werkzeugwechsel. Bildquelle: Feintool Technologie AG Lyss 5

6 Bild 3 Der Einsatz neuster Steuerungslösungen eröffnet neue Dimensionen in der Prozesskontrolle. Der Einsatz der bewährten Feintool Motion Control garantiert eine durchgehende Bedienungsphilosophie. Bildquelle: Feintool Technologie AG Lyss 6

7 Bild 4 Der Bediener kann in jeder Phase des Bewegungsablaufs Stösselgeschwindigkeit, Kräfte und Wege sowie alle Vorschubachsen individuell programmieren und ansteuern. Bildquelle: Feintool Technologie AG Lyss 7

8 Der Einsatz der neuen servomechanischen Presse in der Produktion hat gezeigt, dass die Produktivität mit allen bisher eingesetzten Werkzeugen erheblich gesteigert, und somit auch die Stückkosten reduziert werden konnten. Durch das flexible und effiziente Antriebssystem kann die Vielfalt herstellbarer Teile wesentlich erweitert werden. " Markus Schaltegger Leiter Pressen & Anlagen Feintool Technologie AG Lyss 8