Schneid- und Wickelmaschinen

Schneid- und Wickelmaschinen

Hohe Drehmomentkonstanz für schmale Bänder

Mit dezentraler Servoantriebstechnik ließ der Maschinenbauer Hero seine Schneid- und Wickelmaschinen abspecken. Die neuen Lösungen verzichten jetzt auf alle Komponenten, die nicht wirklich für die exakte Produktqualität notwendig sind. Dazu zählen Schaltschränke genauso, wie meterlange Kabeltrassen.
Karbonfaserbänder sind ein typisches Produkt, das die Maschinen von Hero präzise und schnell verarbeiten. Die zentrale Aufgabe besteht darin, sogenannte Mutterrollen mit einer Ausgangsbahnbreite von 30cm längs aufzuteilen. Dazu wird das Material abgewickelt, durch ein Messerwerk geführt und anschließend wieder aufgewickelt. Das Ergebnis sind Einzelrollen mit einer Bandbreite zwischen 3 und 15mm. Zum Einsatz kommen diese Bänder zum Beispiel im Flugzeugbau. Karbonfasern gelten nicht nur hier als extrem leicht, stabil und lassen sich zudem auch noch einfach umformen.

Hohe Drehmomentkonstanz gefragt

„Es gibt immer mehr Produkte, bei denen Roboter die gewünschten Formen vollautomatisch mit einer Art selbstklebenden Karbonbändern erzeugen“, erklärt Richard Balzer, Geschäftsführer von Hero. Zu einem weiteren In-Werkstoff entwickeln sich aktuell auch Bänder aus Basaltfasern. Sie verfügen über ähnliche Eigenschaften, sind aber deutlich preiswerter herzustellen. Ob Kohlenstoff oder Mineral: In beiden Fällen erfordert die Weiterverarbeitung der Faserbänder Fingerspitzengefühl bei den Drehmomenten. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Metallfolien mit wenigen hundertstel Millimeter Dicke. Ist der Zug zu hoch oder ungleich, bilden sich an den Kanten der Bänder schnell so genannte Rüschen. Sie zeugen davon, dass der Werkstoff über seinen elastischen Bereich hinaus überdehnt wurde. Weil das Ganze nicht mehr reversibel ist, kann dieses Ereignis folglich dem Produktionsausschuss zugerechnet werden. Die feinfühlige Regelung der Bahnspannung zählt in der Hero-Lösung zu den besonderen Eigenschaften der Automatisierung beziehungsweise der Motion Control. Gefahren wird mit Werten zwischen – je nach Materialbreite – 5 und 1,2N. Realisiert ist das Ganze mit einem synchronen Verbund aller AMK-Servoachsen und einem leicht vorauseilenden Drehzahl-Sollwert, den die Motoren der Aufwickler aber nicht erreichen – was so zum gewünschten Drehmoment und Zuggewichten zwischen 120 und 500g führt. Welche Kraft herrscht, ist in der Produktrezeptur hinterlegt und lässt sich mit wenigen Klicks vor einem neuen Fertigungsauftrag am AMK-Touchpanel abrufen. In einer besonderen Ausführung können die Daten direkt aus dem übergeordneten Fertigungsleitrechner oder ERP-System vorgegeben werden.

Automatisch verstellbare Ebenen

Die neue Maschinen von Hero zählt mehr als 30 Achsen, die alle im Verbund miteinander stehen. „Die Leistungsaufnahme pro Achse ist zwar bis auf die beiden Messerantriebe mit wenigen 100W gering, die Ansprüche an die Drehzahlgenauigkeit dafür aber um so höher“, erklärt Uwe Gfrörer, Leiter des Bereichs Steuerungstechnik bei Hero. Das sind gute Einsatzbedingungen für die dezentrale Servoantriebe – und zwar als integrierte mechatronische Lösung aus Servomotor und Wechselrichter. Konkret wird die AMK-Reihe ihXT eingesetzt, kompakte Einheiten, die sich entsprechend leicht in die Maschinenkonstruktionen integrieren lassen.

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