Modulare Servopresse 1

Durch den Einsatz von Servomotoren in Pressmaschinen können die Maschinen an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Die mit B&R-Technik ausgestattete erste modulare Servopresse von Mabu erweitert das Anwendungsspektrum von Servopressen deutlich.

Bisher ist die vieldiskutierte Servotechnik nur im Bereich der Langbett-Pressmaschinen beziehungsweise im oberen Leistungssegment mit hohen Presskräften etabliert. Nun ist es Mabu-Pressen dank der Steuerungs- und Antriebstechnik von B&R gelungen, das Konzept auch auf kleinere und mittlere Pressmaschinen zu übertragen.

„Die Attraktivität des elektronischen Antriebs liegt in der Möglichkeit, die Weg-Zeit-Kurve des Stößels über eine Steuerung einfach und unmittelbar beeinflussen zu können“, sagt Günter Lezius, Leiter der Abteilung Konstruktion und Entwicklung bei Mabu-Pressen, zur Entscheidung in die Servotechnologie einzusteigen.

„Damit wird der Bediener in die Lage versetzt, die Geschwindigkeit des Stößels im Rahmen der physikalischen Grenzen an die Anforderungen des Bearbeitungsprozesses anzupassen.“

Beispielsweise ist es beim Prägen oder Tiefziehen erforderlich, dem Metall genügend Zeit für den Umformprozess zu gegeben. „Bei einem elektronisch gesteuerten Antrieb kann dazu das Bewegungsprofil ganz ohne Umbauten oder mechanisch aufwendige Konstruktionen durch den Maschinenbediener mit Hilfe der Steuerungssoftware so modifiziert werden, dass der Stößel am unteren Totpunkt, an dem die Presskraft am größten ist, verzögert wird, ohne dass der Prozess insgesamt langsamer laufen muss“, erklärt Stefan Egenolf, Leiter der Elektroabteilung bei Mabu-Pressen.

Sein Kollege Lezius fasst die Bedeutung für Maschinenbetreiber zusammen: „Auf einer Mabu-Servopresse kann im Vergleich zu einer gewöhnlichen Exzenter- oder Hydraulikpresse ein wesentlich größeres Produktspektrum gefertigt werden. Gleichzeitig lässt sich durch den Wechsel zu einer Mabu-Servopresse in bestimmten Fällen der Durchsatz erhöhen.“

Vorteile einer Servopresse

„Weil wir bei der Konstruktion unserer modularen Servopresse VM auf ein Schwungrad und andere verschleißbehaftete Komponenten verzichten konnten, ist die Maschine nicht nur weitgehend wartungsfrei, sondern im Vergleich zu konventionellen Pressen auch wesentlich einfacher und kompakter aufgebaut“, so Egenolf.

„Auf der Stellfläche einer vergleichbaren Exzenterpresse bekommen wir jetzt fast zwei der VM-Module unter – entsprechend höher ist der Durchsatz.“ Der Clou der Mabu-Lösung ist es, mehrere Module zu einem Zentrum zu verbinden. „Da wir dabei die torsionsbehaftete mechanische Königswelle einer Langbettpresse durch die elektronische Entsprechung ersetzen, ist die gesamte Bearbeitung präziser. Zudem lassen sich zwischen die VM-Module andere Bearbeitungsmaschinen einfügen.

Der Anlagenbetreiber kann daher sein Bearbeitungszentrum maßgeschneidert und individuell zusammenstellen“, unterstreicht Lezius. Ein weiterer Pluspunkt des Mabu-VM-Direktantriebs sei, dass sich die Presskraft ganz ohne Presskraftsensor überwachen lässt: „Die sonst nur mit einem speziellen Werkzeugüberwachungssystem inklusive zusätzlicher Sensorik erkennbaren Probleme wie Werkzeugbruch und Stanzbutzen lassen sich dank der Servotechnik direkt ermitteln und mit der Pressensteuerung überwachen.“

Servotechnik hält Einzug in mittlere und kleine Pressen

Trotz der Vorteile haben in der Vergangenheit der hohe Preis und das kleine Angebot an leistungsstarken Torquemotoren verhindert, dass die Servotechnik auch in mittleren und kleinen Pressen zum Tragen kommen konnte, meint der Konstruktionsleiter von Mabu:

„Dieser Motortyp war noch vor wenigen Jahren ein absoluter Exot und entsprechend teuer. Mittlerweile hat sich dieses Problem entschärft und die Technik in der Praxis bewährt. Einem Einsatz dieser fortschrittlichen Technologie steht nun auch im mittleren und unteren Tonnagenbereich nichts mehr entgegen.“

Als zweite Hürde mussten die Elektronikingenieure sicherstellen, dass bei mehreren hinter-einandergeschalteten VM-Modulen nicht alle zur gleichen Zeit den Spitzenstrom ziehen, um eine Überlastung zu vermeiden.

Die passende Lösung hierfür hat das Unternehmen bei B&R gefunden: Für das nötige Drehmoment sorgt ein wassergekühlter Torque-Motor aus der Geräteserie 8LT. Die Spitzenleistung bei 88 Ampere liefert ein Acopos-multi-Servoverstärker in Kombination mit zwei wassergekühlten Einspeiseeinheiten mit je 88 Ampere.

„Der Vorteil ist hier, dass wir je nach Konfiguration mehrere Acopos-Module aneinanderreihen und mit Rückspeise- und Kondensator-Modulen arbeiten können“, sagt Egenolf.

Als Pluspunkt der B&R-Lösung bewertet der Elektroexperte auch die SafeMC-Funktionen: „Damit stehen im Antrieb Sicherheitsfunktionen zur Verfügung, die wir zur Absicherung der Maschine benötigen wie sicher reduzierte Geschwindigkeit, sichere maximale Geschwindigkeit und sicher begrenztes Schrittmaß.

Zugleich fügt sich SafeMC nahtlos in das Konzept der integrierten Sicherheit ein, das wir bei unserer Maschinensteuerung mPC400 nutzen.“ Die mit Hilfe von Visual Components entwickelte intuitive und grafikorientierte Benutzerschnittstelle kommt ganz ohne Folientasten aus. Außerdem präsentiert sie dem Anwender alle wichtigen Funktionen und Parameter auf einen Blick. Zu den Neuerungen, die für den Produktionsablauf relevant sind, gehört die Hub- und Stößelverstellung.

Mit ihr wird es dem Maschinenbediener ermöglicht, den gewünschten Hub bequem und einfach auszuwählen. „Auch diese Funktion wurde erst durch die Servotechnik möglich“, ergänzt Lezius. „Mithilfe der Elektronik können wir den Motor pendeln lassen und so jeden Hub zwischen Null und Maximalhub realisieren.“

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