Gießereimaschinen-Hersteller erreicht kürzere Taktzeiten

„Als ich zum ersten Mal davon gelesen habe, dachte ich: Bitte nicht noch ein Feldbussystem. Heute weiß ich, dass IO-Link kein Feldbus ist, sondern das Gegenteil. IO-Link ist für uns in vielen Bereichen das Ende der Bussysteme, weil es die Kommunikation wieder vereinfacht“, sagt Tobias Lipsdorf, Steuerungsprogrammierer beim Gießereimaschinenhersteller Laempe Mössner Sinto. Spricht der Ingenieur über den intelligenten Kommunikationsstandard IO-Link, spürt man echte Begeisterung – ebenso wie bei seinem Kollegen Andre Klavehn, verantwortlich für die Elektroplanung. Gemeinsam haben die beiden die E-Planung der neuen Maschinengeneration aufgesetzt und die Maschine durchgängig mit IO-Link automatisiert.

Laempe Mössner Sinto ist Weltmarktführer für Kernmachereitechnologien in der Gießereiindustrie und einer der wenigen Hersteller von Kernschießmaschinen weltweit. Die Maschinen produzieren Sandkerne für den Metallguss. Ein wesentliches Ziel der Kernschießmaschinenhersteller sind kurze Taktzeiten. Die dem Kernherstellungsprozess nachgeschalteten Formanlagen verschlingen die Kerne teilweise im 15-Sekunden-Takt.

Automatisierungstechnisch ist die LHL eine absolute Neuerung. „Wir haben an unseren Maschinen viele intelligente Bauteile, die bisher üblicherweise einen Busanschluss hatten. Wir mussten also an ein Wegmesssystem die Betriebsspannung und zwei Busleitungen einzeln anschließen. Alle drei Leitungen wurden auf Schleppketten verlegt und waren dementsprechend stark beansprucht“, beschreibt Lipsdorf die bisherige Verdrahtung. „Wenn Sie da beim Profibus keine aufwändigen Diagnosesysteme hatten, konnten Sie einen Kabelbruch wirklich lange suchen“, ergänzt Elektroplaner Klavehn.

IO-Link beseitigt viele dieser Nachteile: Die beiden Busleitungen plus Spannungsversorgung werden durch eine Standard-Dreidrahtleitung ersetzt, die in den Schleppketten der LHL30 geführt wird. „Hier können wir aufgrund der Kostenersparnis eine sehr hochwertige Leitung einsetzen“, sagt Klavehn. Ein Kabelbruch ist somit fast auszuschließen und wenn er doch auftritt, dann ist er dank IO-Link einfach zu diagnostizieren.

Alle intelligenten, analogen Sensoren und Geräte haben jetzt ein IO-Link-Interface und werden über IO-Link-Master an die Steuerung angebunden. Einfache Näherungsschalter und digitale Aktoren hingegen sind über IO-Link-fähige Verteilerboxen angeschlossen. Sechszehn Schaltsignale können so über eine Standard-Dreidrahtleitung gekoppelt werden, was den Verdrahtungsaufwand minimiert und zusätzlich eine Basis-Diagnose der Näherungsschalter ermöglicht.

Einige Näherungsschalter haben die Planer zudem durch analoge Wegmesssysteme ersetzt. „Wir haben mit der neuen LHL30 alles auf den Prüfstand gestellt und dabei nicht mehr nur die Endlagen erfasst, sondern die kompletten Achsen. So haben wir jetzt sozusagen eine Kernschießmaschine für Industrie 4.0“, berichtet Andre Klavehn, „auch wenn ich diesem Stichwort eigentlich skeptisch gegenüberstehe.“

Das Kernkastenoberteil der Kernschießmaschine ist aus der Produktionsstellung heraus um 90 Grad in eine Wartungsstellung schwenkbar. Das kann – je nach Binderverfahren, Kernkastengestaltung und Kernkontur – mehrmals pro Stunde notwendig sein, um den Kernkasten auf Rückstände zu überprüfen und zu reinigen. Die Schwenkbewegung wurde bislang mit Endschaltern erfasst. Um das Schwenken zu beschleunigen, hatte man in anderen Maschinentypen zwei weitere Näherungsschalter für die Eilgang/Schleichgang-Umschaltung vor dem Erreichen der Endlagen montiert.

Ganz problemlos war diese Lösung nicht, wie Lipsdorf beschreibt: „Selbst wenn wir nur die Endlagen erfasst haben, war die Suche nach einem geeigneten Punkt zur Montage der Sensoren schwierig. Wenn wir die Stellung exakt erfassen wollen, müssen die Initiatoren designbedingt nach außen. Der verfügbare Bauraum für die notwendigen Halter ist aber beschränkt. Bei vier Initiatoren wird das noch schwieriger, weil die zwei zusätzlichen auch irgendwo Platz finden müssen. Außerdem ist jeder weitere Sensor im rauhen Betriebsumfeld der Gießereimaschine eine potenzielle Fehlerquelle.“