8 Trends in der Pressenvorschubtechnologie für einfachere Bedienung und Servosynchronisierung

May 24, 2023

CWP hat einen servogesteuerten Kopf und einen Rollenlift für seine kombinierten Vorschub-/Richtmaschinen eingeführt. Foto mit freundlicher Genehmigung von CWP

Mindestens acht Herausforderungen beim Pressenvorschub, mit denen Stanzhersteller konfrontiert sind, werden jetzt mit den modernsten Geräten und Systemen für den Pressenvorschub bewältigt.

Die Herausforderungen, denen sich Stanzhersteller im Zusammenhang mit dem Mangel an Fachkräften gegenübersehen, beschränken sich nicht nur auf den Druckbetrieb. Sie beginnen am Pressenvorschub. Fortschrittliche hochfeste Materialien sind bei der Pressenzuführung ebenso schwierig zu handhaben wie in der Presse zu formen.

Die Servopressentechnologie bietet Formflexibilität zur Bewältigung von Problemen mit hochfesten Materialien, kann jedoch Vorschubvorgänge erschweren.

Der Druck zur Steigerung der Produktivität ist immer vorhanden, aber Geschwindigkeit darf nicht auf Kosten der Qualität gehen. Kundenforderungen nach Null-Fehlern bedeuten eine strengere Qualitätskontrolle.

Stempelhersteller benötigen eine flexible Flexibilität ihrer Zuführausrüstung, um sich an eine sich schnell ändernde Produktionsumgebung anpassen zu können.

Können Multiton-Maschinen jemals zu sicher sein? Gibt es das Dilemma, zu viel Platz zu haben? Dachte nicht.

Die heutigen Pressenvorschubgeräte wurden entwickelt, um Stempelhersteller bei der Bewältigung dieser Herausforderungen zu unterstützen. Experten von Zuführsystemen OEMs Coe Press Equipment; Cooper-Weymouth, Peterson; und Dallas Industries erläutern, wie sie neue Möglichkeiten der Zuführausrüstung eingeführt haben, um Stempelherstellern dabei zu helfen, diese Herausforderungen direkt zu meistern.

„Während eine Generation erfahrener Arbeitnehmer in den Ruhestand geht, übernimmt eine neue Generation von Arbeitnehmern ihre Aufgaben“, sagte Reid Coe, Präsident von Coe Press Equipment.

Diese Herausforderung könne eine positive Seite haben, meint Coe. „Dies ist eine hervorragende Gelegenheit für Hersteller, den Kreislauf alter Technologien zu durchbrechen. Die Eingliederung einer neuen Belegschaft in ein modernes High-Tech-Umfeld kann eine neue Norm für sicherere und effizientere Prozesse schaffen.

„Wir haben unsere Standardsteuerelemente so verpackt, dass sie reich an Funktionen sind, aber einfach zu navigieren.“

Die neuen SPS von Coe Press Equipment verfügen über benutzerfreundliche Bildschirme mit Bildhinweisen, Simulation und automatisierten Funktionen, um die Einrichtungs- und Betriebszeit zu verkürzen. Bild mit freundlicher Genehmigung von Coe Press Equipment, Sterling Heights, Michigan.

Die SPS der nächsten Generation von Coe Press Equipment verfügen über mehrere fortschrittliche Funktionen, die die für die Verwendung des Feeders erforderliche Zeit erheblich verkürzen sollen. Ein neues, benutzerfreundliches HMI führt den Bediener logisch durch den Einrichtungsprozess. Intuitive, bildliche Hauptmenüs führen sie durch die maschinenspezifischen Steuerbildschirme, indem sie ein Bild der Maschine auswählen, die sie bedienen möchten. Der Schlüssel zu den neuen Bedienelementen ist ein 10-Zoll-Touchscreen, der die Eingabe von Maschinen-Setup-Informationen erleichtert.

„Unsere prozessorientierten und bildhaften Menüs stoßen sowohl bei den Betreibern als auch bei der Anlagenleitung auf Begeisterung. „Diese Verbesserungen machen Prozesse einfacher und effizienter“, sagte Coe.

Außerdem sind die Arbeitswalzen- und Vorschubwalzenberater-Software des Unternehmens jetzt in die Steuerungen integriert, was zu einer vereinfachten Einrichtung und Umrüstung beiträgt.

Zu den neuen Simulationsfunktionen gehört die Schleifensimulation, die zeigt, wie die Richtmaschine auf Änderungen des Vorschubs reagiert; Pressensimulation, die Änderungen der Hübe pro Minute (SPM), Vorschubwinkel, Pilot, Startvorschub und den Hub am unteren Totpunkt anzeigt; und Arbeitswalzensimulation, eine visuelle Anleitung, die dem Bediener hilft, zu sehen, was im Inneren der Richtmaschine passiert.

Die Steuerung verfügt außerdem über On-the-Fly-Funktionen und ändert die Vorschubgeschwindigkeit automatisch, um sie an Änderungen der Druckgeschwindigkeit anzupassen. Darüber hinaus kann es die Richtmaschinen- und Vorschubeinrichtung automatisieren.

Eine intelligente Geschwindigkeitsfunktion passt sich basierend auf der Druckgeschwindigkeit und dem Vorschubfenster automatisch an die optimale Liniengeschwindigkeit an. Dies erfordert eine Ethernet-Verbindung mit der Presse, teilte Coe mit.

Ein weiterer Aspekt des Fachkräftemangels seien Schwierigkeiten bei der Erzielung wiederholbarer Ergebnisse bei der Einrichtung einer Zufuhrleitung, da die Bediener oft weniger erfahren seien als in den vergangenen Jahren, sagte John Heuring, regionaler Vertriebsleiter bei Dallas Industries.

Als Reaktion darauf hat das Unternehmen der Zuführlinie mehr automatisierte Rüstachsen hinzugefügt, sodass mehr Anpassungen über das Auftragsrezept gesteuert werden, sagte Heuring. „Dallas verwendet ein System namens AutoSet, um es der Linie zu ermöglichen, einen oder alle der folgenden Punkte automatisch zu positionieren: Höhe der Zuführungslinie, Hebehöhe der Führungsrolle und Kantenführungen; Richtrollen und Kantenführungen; und die Steuerung der Abwickelbremse und die Spulenzentrierung über Spulenführungsrollen“, sagte Heuring.

„Darüber hinaus haben wir dem AutoSet-Paket einen Richtrollenrechner hinzugefügt“, sagte er. Der Bediener gibt die Materialbreite, -dicke, -art und -ausbeute ein und der Richtwalzenrechner schlägt genaue Walzeneinstellungen zum Entfernen des Spulensatzes vor, die dann in einem Auftragsrezept gespeichert werden können, erklärte Heuring. „Der Rechner hat sich als sehr genau erwiesen und wurde von unseren Kunden gut angenommen.“

Stanzer benötigen Vorschub- und Richtgeräte, die hochfesten Stahl (AHSS) und hochfestes Aluminium, die in vielen Automobilanwendungen verwendet werden, erfolgreich verarbeiten können, sagte Heuring.

Coe Press Equipment hat seine Hochleistungs-Servowalzenzuführungen (HD) neu gestaltet, um sie robuster zu machen und dickere Materialien verarbeiten zu können. Foto mit freundlicher Genehmigung von Coe Press Equipment, Sterling Heights, Michigan.

„Viele Futtermittelhersteller haben kürzlich ihre Richtmaschinenkonstruktionen aktualisiert, um den höheren Ertragspunkten von AHSS Rechnung zu tragen. Glücklicherweise wurden die Richtmaschinen von Dallas schon seit Jahrzehnten mit vielen dieser Merkmale gebaut“, fuhr er fort. Zu diesen Merkmalen gehören Spindelhubgetriebe mit hohem Drehmoment zum Einstellen von Richtwalzen, breitflächige Zahnräder, große Rollenlagerzapfen und außenliegende Lagerzapfenhalterungen. „In den letzten Jahren haben wir unser Richtmaschinen-Backup-Design auf einen ‚Hi-Flight‘-Stil mit breiteren Stützrollen (ein- oder zweireihig) umgestellt, um die Fähigkeit der Richtmaschine für den AHSS-Betrieb weiter zu verbessern“, sagte Heuring.

Coe Press Equipment hat seine Hochleistungs-Servowalzenzuführungen (HD) im Jahr 2019 neu gestaltet, um die Geschwindigkeit und Präzision zu erhöhen und die Betriebskosten zu senken, während sie gleichzeitig robuster sind und dickere Materialien verarbeiten können, so das Unternehmen. Das modulare Design ist so konzipiert, dass es die Wartung erleichtert und die Flexibilität bietet, Maschinenoptionen neu zu konfigurieren. Zu den Konstruktionsänderungen gehörte eine 15-prozentige Vergrößerung der Lager- und Lagergrößen, sodass die Vorschübe Materialstärken von bis zu 0,750 Zoll verarbeiten können.

Darüber hinaus stellte das Unternehmen im vergangenen Jahr seine HD-Servo-Pilotvorschübe vor. Sie sind programmierbar, sodass Stempel das Vorschubfenster und das Pilotfreigabefenster für jede Matrize optimieren können. Diese Systeme können eine Vielzahl dicker Materialien, einschließlich hochentwickelter Stähle, verarbeiten. Die größeren Zapfen- und Lagergrößen sind für Hochgeschwindigkeitsumgebungen konzipiert und können ein hohes Drehmoment, eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Genauigkeit liefern, so der Hersteller. Nach Angaben des Unternehmens haben die Feeds eine Reaktionszeit von 5 Millisekunden.

Cooper-Weymouth, Peterson (CWP) geht die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Synchronisierung der Servopressentechnologie mit einer neuen Vorschubtechnologie an, die auf Zeit statt auf Graden basiert. „Im Gegensatz zu einer mechanischen Presse, die eine Umdrehung vollenden muss, bevor das nächste Teil gestanzt wird, kann eine Servopresse das Material angreifen, sobald es in Position ist. Durch die Übermittlung der tatsächlichen Vorschub-/Bewegungszeit an die Servopresse kann eine sehr effiziente Nutzung der Zyklus-/Teileproduktion automatisch innerhalb der Servopressensteuerung erreicht werden“, sagte Kevin Enos, nationaler Vertriebsleiter von CWP.

CWP hat eine alternative Methode zur Synchronisierung eines automatischen Einzugs mit einer Presse entwickelt, einen sogenannten Servosensor, der den Einzug automatisch stoppt, wenn er eine Passermarke erkennt.

Heuring von Dallas sagte, dass Stempelhersteller bestrebt seien, die Vielseitigkeit einer Servopresse über die Zuführleitung zu maximieren.

„Die Sicherstellung einer flexiblen (Ethernet-basierten) Steuerungsarchitektur ist ein guter Anfang“, sagte er. Dallas verwendet häufig eine vollständige Allen-Bradley-Steuerungsplattform, die HMIs, SPS und Antriebe von AB verwendet. Das bedeutet, dass die Bewegung über Ethernet gesteuert wird.“ Das Unternehmen nutzt diese Architektur und seine Software zur Steuerung der Vorschubbewegung, der Schleifenhöhe, der Achsenautomatisierung und der Bremssteuerung, um die Linie effektiv so abzustimmen, dass sie reibungslos läuft.

CWP hat bei seiner Kombination aus ServoMax-Servovorschub und -Richtung einen servogesteuerten Kopf und einen Rollenlift eingeführt. Dies ermöglicht es Stempeln, die Hubgeschwindigkeit der Richtkopfrolle für die Ausrichtung des Pilotstifts zu erhöhen. Je nach Anwendung kann dadurch die Produktionsleistung der Anlage verdoppelt oder sogar verdreifacht werden. Während ein Vorschub-/Richtgerät mit pneumatischem Richtkopfhub zur Steuerung aufgrund der Einschränkungen des pneumatischen Steuerungsbetriebs möglicherweise nicht mehr als 60 SPM erreicht, kann ein Servo-Steuerungskopfsystem bis zu 180 SPM erreichen.

Ein Nebenvorteil dieser Technologie besteht darin, dass sie den Druckluftverbrauch der Anlage reduziert, da beim Rollenhub und beim Pilotvorgang keine Druckluft verwendet wird.

Laut Willie Chacko und John Heuring, CEO von Dallas Industries, stellte Dallas seinen neuen Kartenleser vor, der den Sicherheitszugang für seine Allen-Bradley-Automatisierungszugangslinie steuern soll.

Die HD-Servopilot-Feeds von Coe haben eine Reaktionszeit von 5 Millisekunden. Bild mit freundlicher Genehmigung von Coe Press Equipment.

„Wir haben unseren Zuleitungen einen optionalen Zugangskontrollkartenleser hinzugefügt“, sagte Chacko. Mit einem Durchzug einer Magnetstreifenkarte kann eine Person auf vier Ebenen Zugriff auf die Maschine erhalten. Das System führt ein Zugriffsprotokoll, sodass eine Historie darüber vorhanden ist, wer wann welche Änderungen vorgenommen hat. „Bei all der Automatisierung, die heute verfügbar ist, ist es von entscheidender Bedeutung, die für jeden Auftrag verfügbaren Daten zu sichern“, sagte Chacko.

Heuring erklärte, wie das Badge-Zugangssystem funktioniert.

Stufe 0 ermöglicht es einem Bediener, einen vorprogrammierten Auftrag auszuführen und die Achsen automatisch auf Auftragswerte einzustellen. Stufe 1 ermöglicht dem Bediener die Anpassung von Kantenführungen und rezeptgesteuerten Achsen. Stufe 2 ermöglicht es dem Techniker, alle Arbeitsparameter, Pressenhübe pro Minute, Vorschubfenster, Vorschubfortschritt, Durchlaufhöhe, Materialbreite, Richtwalzeneinstellung sowie die Breite der Spulenführungen und motorisierten Halter zu programmieren. Auf der höchsten Ebene, Ebene 3, kann der Manager oder Bediener Maschinen-Setup-Parameter ändern und Benutzerzugriff hinzufügen oder entfernen.

„Dadurch werden passwortgeschützte Elemente der Zuleitungssteuerung ersetzt, da diese Passwörter oft weitergegeben werden und schnell ihre Wirksamkeit verlieren“, sagte Heuring.

Stanzhersteller benötigen Flexibilität, um in einem sich schnell verändernden Fertigungsumfeld zu glänzen, sagte Enos von CWP. Der OEM hat einen Quervorschub implementiert, um die Zuführung von Rohlingen in eine Presse zu ermöglichen, die normalerweise vom Coil beschickt wird. Der Queranleger kann ein- und ausgefahren werden, um das Einrollen eines Entstaplers in den Presseneingang zu ermöglichen. Es werden die gleichen Schienen und Verriegelungsmechanismen verwendet, so dass Stempeler in wenigen Minuten von laufenden Spulen auf laufende Rohlinge umsteigen können.

Diese Fähigkeit bietet die Vielseitigkeit, kleine Produktionsmengen mit einem Entstapler und auch große Chargen mit einer Spulenzuführung auf einer Stanzpresse zu verarbeiten. Durch die Rohlingszuführung kann auch das Abtrennwerkzeug im ersten Arbeitsgang eingespart werden, was die Herstellung von Teilen auf einer Presse ermöglichen kann, die möglicherweise zu klein sind – was die Tonnage oder die Bettgröße angeht.

Die Hinzufügung von Technologien wie Safe Torque Off und Safe Limited Speed ​​verbessert den Schutz von Bedienern und Maschinen, sagte Enos. Die sichere Drehmomentabschaltung dient dazu, im Notfall eine unerwartete Motordrehung zu verhindern, während der Antrieb an die Stromversorgung angeschlossen bleibt.

Die sicher begrenzte Geschwindigkeit gewährleistet den Übergang von der Betriebsgeschwindigkeit im Automatikmodus zur reduzierten Geschwindigkeit im Einrichtmodus. Erkennt die Überwachungsfunktion eine Grenzwertverletzung, wird der Antrieb sicher abgeschaltet.

Dallas Industries bietet die UnderLoop SpaceSaver™-Zufuhrlinie an. Es besteht aus einem neu konfigurierten Einfädelsystem mit einer servoangetriebenen synthetischen Spannrolle, einem unteren Einfädeltisch und einer Kipphebel-Entbiegebaugruppe. Ebenfalls im Lieferumfang enthalten sind angetriebene Spulenführungsrollen, die aufschiebbare Spulenhalter überflüssig machen.

Der Servovorschub mit Durchzugsrichtmaschine verfügt über eine Pilotfreigabe sowohl für den oberen Vorschub als auch für die Richtwalzen, wodurch die Linie für Folgeverbundanwendungen geeignet ist. Aufgrund der lockeren Schlaufe, die sich unter der Spulentrommel entwickelt, kann das System eine Grundfläche von nur 18 Fuß haben. Es ist mit oder ohne Ladewagen erhältlich.

Die UnderLoop SpaceSaver-Zufuhrleitung von Dallas Industries kann eine Grundfläche von nur 18 Fuß haben. (Links) AutoSet ermöglicht eine automatisierte Einrichtung, sodass weitere Anpassungen über das Auftragsrezept gesteuert werden. Foto mit freundlicher Genehmigung von Dallas Industries, Troy, Michigan.

Coe äußerte sich besorgt über das, was er als Widerstand gegen neue Technologien und Prozessverbesserungen bezeichnete. „Viele Unternehmen bestellen standardmäßig eine neue Maschine genau wie die letzte oder ignorieren neue Maschinenfunktionen, weil ‚das, was wir haben, gut funktioniert‘.“

„Alte Technologie bleibt in der Welt des Stempelns bestehen“, fuhr Coe fort. Pressen und Zuführgeräte sind mechanisch robust gebaut, um den Anforderungen eines Stanzvorgangs standzuhalten. Das Ergebnis ist jedoch, dass die Geräte oft sogar 30 Jahre in Betrieb bleiben! „Das ist in anderen Industriezweigen nahezu unbekannt.

„Leider macht die Langlebigkeit antiker Maschinen manuelle und ineffiziente Prozesse in vielen Betrieben zur Norm“, sagte er.

Zu den Trends bei Pressenbeschickungsgeräten gehören einfacher zu bedienende Funktionen, mehr Vielseitigkeit und robustere Konstruktionen, um Stanzern bei der Bewältigung von Umformherausforderungen wie der Notwendigkeit zu helfen, Arbeiter schneller zu schulen, härtere Materialien zu handhaben und mit weniger mehr zu erreichen. Foto mit freundlicher Genehmigung von CWP, Clinton, Maine