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O+P Fluidtechnik 3/2021

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O+P Fluidtechnik 3/2021

FEINSCHNEIDETECHNIK

FEINSCHNEIDETECHNIK LEISTUNGSSTARKE FEINSCHNEIDE- TECHNIK AUF BASIS INNOVATIVER HYDRAULIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Parker Hannifin und der deutsche Präzisionsmaschinenhersteller Peter Wolters haben im Rahmen einer Technologiepartnerschaft gemeinsam eine neuartige Feinschneidpresse entwickelt. Das Projekt zeigt, wie zukunftsweisende Hydrauliklösungen OEMs bei der Entwicklung neuer und innovativer Technologien unterstützen können. Die moderne metallverarbeitende Industrie hat im Laufe der Jahre kontinuierlich Weiterentwickelungen vorangetrieben, um neue Lösungsansätze für ein altbekanntes Problem zu finden: Wie fertigt man hochspezifische Metallteile effizient, wenn die eigentliche Natur und der Nutzen des Metalls genau darin bestehen, dass es extrem schwer zu trennen und zu formen ist? Die Lösung heißt Feinschneideprozess – eine spezielle Art der Präzisionsmetallbearbeitung, die bei der Serienproduktion von Flachmetallen genutzt wird. Darüber hinaus kommt die Technologie zum Einsatz, wenn besondere Werkstückeigenschaften gefordert werden, die mit konventionellen Metallschneid- oder -stanzverfahren nicht realisierbar sind. Beim Feinschneidvorgang wird der Rohling vom oberen und unteren Kissen so gestützt, dass die Kanten nicht ausreißen und sich so selbst geringste Toleranzen fertigen lassen. Dadurch werden zusätzliche Fertigungsschritte wie das Polieren deutlich reduziert oder entfallen vollständig. Zu den gängigen Werkstoffen, die sich für das Feinschneiden eignen, gehören u. a. Stahle aus Kohlenstofflegierung, Edelstahl, Aluminium, Messing und Kupfer. Für die Autoren: Christian Gummich, Applications Development Manager, Parker Hannifin, Bernhard Fuchsgruber, Application Engineer Fluid Power Industrial, Parker Hannifin meisten Hersteller wird das Feinschneiden ab einer Jahresproduktion von etwa 30 000 Teilen zu einer kosteneffektiven Lösung. EFFEKTIVE TECHNOLOGIE NOCH BESSER MACHEN Mithilfe des Feinschneideverfahrens lassen sich komplexe Formen unterschiedlicher Größe und Stärke zuverlässig mit extrem glatten Oberflächen und sauberen Kanten herstellen. Leistungsstarke Schneidwerkzeuge kombinieren dabei oft mehrere Prozessschritte, und in der Regel werden mit jedem Hub der Presse mehrere Teile gleichzeitig produziert. Dadurch wird nicht nur die Produktivität erhöht, sondern auch der Materialeinsatz reduziert. Allerdings muss auch die innovativste Technologie weiterentwickelt werden, damit zukunftsorientierte Unternehmen ihren Wettbewerbsvorteil weiter sichern können. Einer der Innovationstreiber im Bereich der Feinschneidpressen ist die in Rendsburg ansässige Firma Peter Wolters, die zur Precision Surfacing Solutions (PSS) Gruppe gehört. Das Unternehmen zählt zu den führenden Herstellern von Präzisionsmaschinen und -anlagen zur Oberflächen- Feinstbearbeitung und hat ein Verfahren entwickelt, den Feinschneidprozess noch präziser und flexibler zu machen. Genau diese optimierte Performance wird in der Teilefertigung für die Automobilindustrie zunehmend wichtiger. Die Automobilhersteller benötigen immer komplexere Bauteile für die sich ständig weiterentwickelnden Antriebsstränge. Während die Zahl der benötigten Feinschneidkomponenten in naher Zukunft also deutlich ansteigt, sieht es so aus, als ob das tatsächliche Auftragsvolumen hingegen eher rückläufig sein wird. Entsprechend müssen die Anpassung von Parametern und die Umrüstung von Werkzeugen während der Fertigung deutlich flexibler gestaltet werden können. EIN SMARTER UND EFFIZIENTER LÖSUNGSANSATZ Als Technologiepartner hat Parker Hannifin bei der Entwicklung der neuen Feinschneidpresse ML700 von Peter Wolters das gesamte hydraulische System mit betreiberspezifischen Blöcken, Ventilen, Steuerungen, Hydraulikaggregaten, Motoren, Pumpen 24 O+P Fluidtechnik 2021/03 www.oup-fluidtechnik.de

FEINSCHNEIDETECHNIK und einer IoT-Lösung entwickelt und geliefert. Dabei gab es im Vergleich zur Feinschneidpresse der früheren Generation einige grundlegende technische Herausforderungen zu bewältigen, wie die Vermeidung von Druckspitzen, wenn der Pressenstößel das Ziehkissen überdrückt. Die Zwei-Ventil-Strategie von Parker Hannifin verwendet die neue Achsregler-Lösung PAC120/ PACHC und verteilt die Positions- und Druckregelung auf zwei Ventile, sodass eine überlagerte Positions- und Druckregelung entsteht. Die Mini-SPS PAC120 und die elektrohydraulische Reglerbaugruppe PACHC werden nicht nur für die Ziehkissenzylinder, sondern auch an allen anderen geregelten Achsen eingesetzt, die somit sowohl in Positions- als auch Kraftregelung arbeiten können. Insgesamt werden je nach Pressenausführung mindestens sechs elektrohydraulische Achsen geregelt, u. a. der Pressenstößel, das Stößel- und Tischkissen, die Höhenregulierungen und die Schrottschere. Die hier eingesetzte neuartige Steuerung spielt eine Schlüsselrolle im Sicherheitskonzept der Feinschneidpresse ML700, da die Hard- und Software einen Werkzeug-Sicherheitsstopp aller Achsen innerhalb von Mikrosekunden ermöglicht, sobald eine Funktionsstörung erkannt wird. Ebenfalls in das System integriert ist ein Hydraulikaggregat mit einem drehzahlgeregelten Antrieb, der DCP (Drive-Controlled Pump) von Parker Hannifin. Zu den Merkmalen der DCP gehören neben der erhöhten Energieeffizienz, der Geräuschreduktion während des Betriebs und einem minimalen bis nicht vorhandenen Kühlungsbedarf vor allem auch die deutliche Kosteneinsparung aufgrund der Verkleinerung von Pumpe und Tank sowie der reduzierten Ventilanzahl. POINTIERT ZWEI-VENTIL-STRATEGIE VERTEILT POSITIONS- UND DRUCKREGELUNG HYDRAULIKAGGREGAT MIT DREHZAHL- GEREGELTEN ANTRIEB INTEGRIERT POSITIONS- UND KRAFTREGELUNG AN ALLEN ACHSEN PREDICTIVE MAINTENANCE FÄHIG 01 Die Regelung übernimmt die neue programmierbare Automatisierungssteuerung PAC120 in Kombination mit der elektrohydraulischen Baugruppe PACHC VERBESSERTE KONTROLLE UND FLEXIBILITÄT Aufgrund der für die Lösung optimierten Komponenten und der Bauart bietet die Presse ML700 OEMs erhöhte Flexibilität, umfassendere Maschinensteuerung, integrierte und hochdynamische Werkzeugsicherheit sowie eine einfache Bedienung und servicefreundliche Wartung. Zusätzlich zu den automatischen Justierungsfunktionen der Grundmaschine zeichnet sich die ML700 durch geringeren Werkzeugverschleiß sowie eine patentierte Höhenregulierung aus und erweitert die Möglichkeiten des Werkzeugeinsatzes. Aufgrund der patentierten Funktionen der ML700 kann ein Gesamtschnittwerkzeug an Stelle eines Folgeschnittwerkzeugs für die Herstellung komplexer Feinschneidteile eingesetzt werden. Dadurch kommt es zu Einsparungen bei Werkzeug- und Wartungskosten. Der geschlossene Regelkreis erlaubt eine Positions- und Kraftregelung an allen Achsen, verbunden mit der Möglichkeit, die Parameter für Kraft, Geschwindigkeit und Position im laufenden Betrieb zu ändern. Auf diese Weise lassen sich komplexe Teile präzise fertigen und die spezielle Werkzeug-Kinematik nutzen. Das von Peter Wolters patentierte Tischdesign ermöglicht eine effizientere und flexiblere Aufspannung, wodurch der Einsatz einer größeren Auswahl an Werkzeugkonzepten möglich wird. Die ML700 kann Umgebungsbedingungen wie Viskosität, Partikel und Wassergehalt kontinuierlich überwachen. Darüber hinaus kann das System den Zustand der Presse in Echtzeit überprüfen, indem es aktiv und kontinuierlich den aktuellen Status der einzelnen Komponenten meldet. Durch den Einsatz von Algorithmen für maschinelles Lernen (ML) und künstlicher Intelligenz (KI) wird zudem die Produktion optimiert: Mit der Analyse historischer Rohdaten lassen sich Fehlermuster frühzeitig erkennen und abstellen. Auch Predictive Maintenance kann dank der kontinuierlichen Systemmeldungen über Zustand und Wartung 02 Das Hydraulikaggregat mit dem drehzahlgeregelten Antrieb DCP zeichnet sich durch Energieeffizienz, geringe Geräuschemission und minimalen Kühlungsbedarf aus von Funktionsgruppen innerhalb des Gesamtsystems umgesetzt werden. Durch die innovative Lösung erschließen sich dabei auch für OEMs, die ihren Fokus auf der Herstellung von Feinschneidteilen haben, neue Möglichkeiten und Chancen – beispielsweise mit Blick auf neue Antriebslösungen oder neuartige Sitzkonzepte in autonomen Fahrzeugen. Bilder: Parker Hannifin www.parker.com www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/03 25

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