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DER KONSTRUKTEUR 4/2019

DER KONSTRUKTEUR 4/2019

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK PERFEKT GEBOGEN Halle 9, Stand D06 SPECIAL Beim Blechbiegen ist das Zusammenspiel von Material und Maschine ausschlaggebend für das Biegeergebnis. Ein Maschinenbauer hat durch den Einbau von Software und Sensoren in seine Geräte eine Echtzeitmaterialerkennung integriert, die per Finite-Elemente-Methode Blecheigenschaften und Umformkraft simuliert. Im Werk der Salvagnini Maschinenbau GmbH im österreichischen Ennsdorf reiht sich eine Blechbiegemaschine an die nächste. Neben der Produktion werden hier auch neue Technologien entwickelt, die das Blechbiegen einfacher und effizienter machen sollen. „Jeder Werkstoff – sei es Aluminium, Stahl oder Edelstahl – weist ein anderes Verhalten und unterschiedliche Zug- und Biegefestigkeiten auf“, erklärt Wolfgang Kunze, Chief Technical Officer (CTO) bei Salvagnini. Abhängig vom Metall, der Charge und der Stärke des Werkstücks ist deshalb auch dessen Rückfederung mit einzukalkulieren, da das Biegeergebnis andernfalls stark variieren kann. „Das bedeutet, dass sich das umgeformte Blechstück nach dem Biegen immer leicht zurückverformt, sobald keine Kräfte mehr darauf einwirken“, fügt er hinzu. Bei konventionellen Biegeautomaten sind zudem häufig manuelle Korrekturen vorzunehmen, um eine gleichbleibend hohe Qualität zu gewährleisten. „Ein solcher Mehraufwand kostet die Unternehmen wertvolle Produktionszeit und Ressourcen“, wirft Kunze ein. Auch Manfred Reiter, Head of Sales der Linz Center of Mecha tronics (LCM) GmbH bestätigt: „Ungeplante Anlagenstillstände aufgrund von Neuparametrierungen können richtig ins Geld gehen.“ Die Entwicklerschmiede aus Linz arbeitet häufig mit Unternehmen wie Salvagnini zusammen, bei denen ähnliche Probleme in der Fertigung auftreten. Hinzu kommt, dass viele der metallverarbeitenden Unter- Autorin: Jana Bieler, Content Marketing Specialist, Content Marketing Unit, Global Marketing Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim nehmen nicht nur Großserien, sondern auch Kleingrößen fertigen und ihre Produktion von überall auf der Welt aus steuern möchten. DIGITALER ZWILLING BILDET BIEGEVORGANG AB Um den Anforderungen an die moderne Blechverarbeitung gerecht zu werden, hat Salvagnini gemeinsam mit LCM eine Lösung entwickelt: die Echtzeitmaterialerkennung MAC 2.0, kurz für Material Attitude Correction. „Per Finite-Elemente-Methode (FEM) haben wir sowohl die Maschine selbst als auch unterschiedlichste Blecheigenschaften simuliert, einschließlich der Umformkraft, die während des Biegevorgangs auf das Material wirkt“, erläutert Reiter und konkretisiert: „Auf diese Weise haben wir einen digitalen Zwilling von Material und Maschine erschaffen, der den gesamten Biegeprozess virtuell abbildet.“ All diese Informationen haben die Entwickler bei LCM schließlich genutzt, um mittels Modellreduktion effiziente Simulationsmodelle zu generieren, die in die MAC-2.0-Software eingebunden wurden. „Mit MAC 2.0 übertragen wir hochkomplexe, echtzeitfähige Simulationsmodelle in eine Software, die den gesamten Biegeprozess vollautomatisch steuert“, erklärt Reiter stolz. Damit DURCH DEN EINSATZ VON SENSO- REN KÖNNEN WICHTIGE PARAMA- TER EXAKT ERFASST WERDEN ausgestattet ist die Maschine in der Lage, den Biegevorgang anhand der Materialeigenschaften in Echtzeit zu simulieren, mit den Finite- Elemente-Ergebnissen abzugleichen und etwaige Schwankungen zu kompensieren. So verlässt schließlich ein perfekt gebogenes Blech die Maschine – ganz ohne Materialausschuss. All diese Schritte werden voll automatisiert durchgeführt. Durch den Einsatz unterschiedlicher Sensoren von Pepperl+Fuchs, wie etwa zur Positionierung oder Erfassung der Dicke der Bleche, können alle wichtigen Parameter jedes einzelnen Biegevorgangs exakt erfasst werden. Um die Umformkräfte zu ermitteln, biegt die Maschine anfangs minimal langsamer als üblich. Auf Basis der ermittelten Werte werden die Parameter aller Aktuatoren in der Maschine automatisch nachjustiert. Sobald die Eigenschaften von Material und Maschine ermittelt 50 DER KONSTRUKTEUR 4/2019

sind, findet die Biegung im ganz normalen Tempo statt. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen: Biegungen erfolgen mit einer Genauigkeit von ± 0,9° – unabhängig von der Stückzahl, Dicke oder Qualität des Blechs. „Dies entspricht gerade einmal der Hälfte der markttypischen Abweichung“, betont Reiter. „Einzig die Art und Dicke des Blechs sind vorab zu definieren und es müssen bei der Messbiegung mindestens 40° gebogen werden – für alle weiteren Kantungen werden die korrigierten Werkzeugbahnen ermittelt und der Steuerung zur Verfügung gestellt“, so Reiter. Unternehmen profitieren in vielerlei Hinsicht vom digitalen Abbild ihrer Anlage: Die Software erkennt Verschleiß frühzeitig und gibt Anwendern jederzeit einen genauen Überblick über den Status der Maschine. Unvorhergesehene Parametrierungen und Nacharbeiten gehören so der Vergangenheit an, ganz im Sinne der Predictive Maintenance. VERNETZT UND FLEXIBEL – DIE FABRIK DER ZUKUNFT Aufbauend auf dem gemeinsamen Know-how, gehen LCM und Neoception sogar noch einen Schritt weiter in Richtung Vernetzung und weltweite Produktion. Das Start-up von Pepperl+Fuchs ist Experte in Sachen Cloud-Connectivity sowie Internet of Things und hat eine Schnittstelle entwickelt, die die Kommunikation zwischen Maschine und digitalem Zwilling herstellen kann: „Um einen permanenten, systemübergreifenden Datenaustausch zu gewährleisten, haben wir gemeinsam mit Neoception eine Cloud-Lösung entwickelt, die Auftrags- und Prozessdaten zuverlässig und sicher überträgt“, berichtet Benedikt Rauscher, Leiter Globale IoT-Projekte bei Pepperl+Fuchs. Beginnend mit der Auftragserfassung bis hin zum sicheren Datenaustausch zwischen der Maschine und ihrem digitalen Pendant stellt Neoception die durchgängige, Kommunikation aller beteiligten Systeme her. So lassen sich Sensordaten aus der Maschine konstant über die Cloud an das virtuelle Abbild der Produktion übertragen, woraufhin die optimierten Prozessdaten des digitalen Zwillings wieder sicher zurück zur Maschine übermittelt werden können. „Diese Möglichkeit eröffnet dem Kunden eine vernetzte, standortunabhängige und flexible Produktion“, so Rauscher. Bilder: Pepperl+Fuchs www.pepperl-fuchs.com Per Finite-Elemente- Methode wurde ein digitaler Zwilling der Maschine erschaffen und der Biegevorgang virtuell abgebildet SICHERHEIT FÜR MENSCH UND MASCHINE INDUSTRIE INDUSTRIE In In ständigem ständigem Dialog Dialog – Kommunikation Kommunikation auf auf Industrie Industrie 4.0-Niveau 4.0-Niveau u CES-C07: Reihenschaltbarer Sensor u CES-C07: Reihenschaltbarer Sensor u ESM-CB: Auswertegerät, Sicherheitsrelais u ESM-CB: Auswertegerät, Sicherheitsrelais und IO-Link Device in einem und IO-Link Device in einem u Prozessrelevante Daten in Echtzeit u Prozessrelevante Daten in Echtzeit via IO-Link via IO-Link u Informationen zur präventiven Wartung u Informationen zur präventiven Wartung NEU NEU HMI Hannover HMI Hannover 01.-05.04.2019 · Halle 9/Stand D16 01.-05.04.2019 · Halle 9/Stand D16 www.euchner.de www.euchner.de

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