Schneidvorrichtung für Kunststoffleisten

Die Vorrichtung dient zum Schneiden von Kunststoffleisten für die Automobilindustrie. Sie besteht aus zwei Hauptbereichen: dem Zuführ- und dem Schneidbereich. Der Zuführbereich umfasst ein Paar gegenüberliegender Bandförderer, die das Material präzise zuführen; Abstand und Anpressdruck sind je nach Leistentyp einstellbar. Der Schneidbereich umfasst eine Form zur Fixierung des Materials und ein Schneidmesser, das exakte Schnitte auf die geforderten Längen ausführt. Im Rahmen unseres Retrofits haben wir den Schneidbereich der Vorrichtung modernisiert.

KUNDENANFORDERUNGEN

• Austausch von Frequenzumrichter, Motor und Display
• Austausch der alten Steuerung
• Komplette Neuprogrammierung des Schneidprozesses
• Überprüfung der Sicherheitsfunktionen der Maschine

EINGESETZTE KOMPONENTEN

Servoumrichter Lenze i950

• Integrierte SPS (eingebaute Steuerung nach IEC 61131-3) – ermöglicht die lokale Steuerung der Applikation ohne externe SPS
• Unterstützung dezentraler Steuerung – ein Teil der Logik und Steuerung kann direkt in den Antrieben ausgeführt werden
• Sicherheitsfunktionen – zum Beispiel STO (Safe Torque Off) und weitere erweiterbare Sicherheitsmodule
• Flexible Kommunikationsschnittstellen – EtherCAT, PROFINET und weitere
• Geeignet für Servoapplikationen – präzise Positionierung, Synchronisation und dynamische Anwendungen

Lenze v430 7"

• Lenze v430 HMI (Human-Machine Interface) – bietet eine intuitive und benutzerfreundliche Oberfläche zur Visualisierung und Steuerung der Maschinenprozesse
• Hochauflösender Touchscreen – klare und präzise Darstellung für Überwachung und Bedienung in Echtzeit, mit ausgezeichneter Lesbarkeit auch in anspruchsvoller Industrieumgebung
• Kompakte und robuste Bauweise – für den Einbau in Bedienpulte ausgelegt, mit schlankem Profil und hoher Schutzart (z. B. IP65 frontseitig) und damit auch für raue Einsatzbedingungen geeignet
• In diesem Projekt läuft die Visualisierung über WebVISU.

SCHALTSCHRANK

Bei der Modernisierung der Maschine wurde der ursprüngliche Frequenzumrichter im Schaltschrank durch das oben genannte neue Modell mit erweiterten Funktionen ersetzt (z. B. integrierte SPS, Sicherheitsfunktionen wie STO und flexible Kommunikationsschnittstellen).

Die ursprüngliche HMI-Einheit wurde durch ein neues Touchpanel (Lenze v430) ersetzt, das die Ergonomie für den Bediener verbessert und eine Diagnose in Echtzeit ermöglicht.

Der Motor wurde „eins zu eins“ getauscht: Der neue Motor entspricht in den mechanischen und elektrischen Kenndaten (Leistung, Drehzahl, Anschlussmaße) dem ursprünglichen, bietet aber einen höheren Wirkungsgrad und einen zuverlässigeren Betrieb und senkt so das Risiko ungeplanter Stillstände.

Der gesamte Schaltschrank wurde gründlich überholt – alle nicht funktionsfähigen oder verschlissenen Komponenten (z. B. Kontaktblöcke von Tastern, Reihenklemmen, Leitungsschutzschalter) wurden ermittelt und ersetzt.

Im Zuge der Modernisierung wurde der Sicherheitskreis der Maschine komplett neu verdrahtet, einschließlich der Überprüfung der Not-Halt-Funktionen und der Sicherheitskette der Schutztüren.

PROGRAMMIERUNG

Bei der Entwicklung der Steuerung entstand eine völlig neue Applikationslösung für die Schneidvorrichtung einschließlich einer eigenen HMI-Visualisierung. Anders als bei klassischen Architekturen mit getrennter SPS und HMI wurde die Lösung direkt im intelligenten Frequenzumrichter Lenze i950 umgesetzt, der über die integrierte Applikationsumgebung gleichzeitig die Logiksteuerung und die Visualisierung ausführt.

Da es sich um eine schnelllaufende Schneidmaschine handelt, die je nach Schnittlänge eine Schnittgenauigkeit von 0,1 mm bis 0,5 mm erfordert, wurde ein spezieller Funktionsbaustein – FAST CrossCutter aus der Bibliothek Lenze FAST Application Software – eingesetzt.

Dieser Baustein ist für Anwendungen mit fliegender Schere bzw. fliegendem Messer konzipiert und sorgt für:

• die Erzeugung eines Kurvenscheibenprofils (CAM) für die Bewegung des Schneidwerkzeugs,
• präzises Timing und Bewegungssteuerung anhand der aktuellen Vorschubgeschwindigkeit,
• zyklische Synchronisation mit der Leitachse (Vorschubwalze).

Das Referenzsignal der Leitachse liefert ein Inkrementalgeber an der Vorschubwalze, die im CAM-System als Masterachse dient. Das Messer (Folgeachse) wird über das erzeugte Kurvenprofil mit dieser Masterachse synchronisiert, was Folgendes gewährleistet:

• gleichmäßige Verteilung der Schnitte, ohne das Material anhalten zu müssen,
• minimale mechanische Belastung bei hohen Geschwindigkeiten,
• präzise Wiederholgenauigkeit der Schnitte in Echtzeit, auch bei dynamischen Geschwindigkeitsänderungen.

Bedient wird das gesamte System über die HMI-Oberfläche Lenze v430, die Prozesssteuerung, Zustandsüberwachung in Echtzeit und Parametereinstellung bietet. Die Visualisierung umfasst ein integriertes Alarmmanagement für Störungen und Unterbrechungen des Sicherheitskreises sowie Werkzeuge für die Feinkalibrierung wie Schnittlängeneinstellung, Offsetkorrektur und Feinabstimmung der Synchronisation.