Společnost HOLZ automation GmbH dokáže vyrobit dřevěné a slámové stavební prvky pro celý dům během jediné výrobní směny – díky efektivnímu řízení pohybu od Siemensu.
Udržitelná výstavba je důležitým tématem pro společnost jako celek. Jedním ze způsobů, jak snížit uhlíkovou stopu, je použití obnovitelných přírodních materiálů, jako je sláma. Tento vysoce udržitelný izolační materiál používají lidi už po staletí. Aby však mohla být sláma plně automaticky zpracována na hotové stavební prvky, je zapotřebí koncepce chytrého systému a především výkonné a flexibilní řešení řízení pohybu.
Řešení Motion Control pokrývá synchronizaci os, přenos modulů, pohyb lisů a potenciálně i další procesy v budoucnu. Výsledkem je škálovatelné, standardizované řešení a vyšší efektivita a flexibilita.
Všechny funkce byly navrženy v TIA Portal. Díky kamerovému editoru SIMATIC S7-1500 T-PROCESOR lze komplexní synchronní pohyb všech os v lisu rychle nastavit i upravit.
Automatizační řešení od společnosti Siemens umožňují sledovatelnost a řízení kvality. SIMATIC Industrial Edge slouží ke sledování opotřebení pilových kotoučů a odpovídajícímu seřízení řezacího zařízení.
Klíčová složka, kolem které byl vyvinut nový systém pro automatickou výrobu stavebních prvků, pochází – zcela příhodně – ze zemědělství: „Zakoupili jsme balíkovací lis a přestavěli jsme ho tak, abychom ho mohli automatizovat,“ vzpomíná Jürgen Holz, jednatel společnosti HOLZ automation GmbH. Jürgen Holz pokračuje: „Vzešli jsme ze strojírenství, které se specializovalo na montáž a testování přesných dílů, jako jsou ozubená kola a hnací hřídele pro automobilový průmysl. V této oblasti bývají vlastnosti jednoduše definovány – ale přírodní materiál, jako je sláma, klade na proces zcela jiné nároky. Zvládat kolísání vlastností materiálu, jako jsou různé délky stonků a vratná síla, čistě a automaticky, bylo skutečně výzvou.“
Pro Alexandra Fromma, vedoucího softwaru a vývoje ve společnosti HOLZ automation GmbH, to byl vzrušující úkol: „Museli jsme elektrifikovat hydromechanický lis ze zemědělství, aby jej bylo možné použít v automatizovaných průmyslových procesech. Na to jsme neměli žádné šablony.“ Bylo pro něj důležité, aby společnost HOLZ automation GmbH dokázala pokrýt četné procesy – synchronizaci os, přepravu modulů, pohyb lisu – jedním systémem, „včetně úkolů, o kterých dosud nevíme.“ Volba proto padla na řešení Motion Control od společnosti Siemens: „Koordinovali jsme pohony a vyvinuli koncept. Výsledkem bylo škálovatelné, standardizované řešení, které nám umožňuje být efektivní a flexibilní.“
V současných šesti stanicích závodu se stavební prvky montují z dřevěných komponentů, osazují se zadním panelem a poté se roboty vybavují přesně lisovanou slámou. Pro finální úpravu je přečnívající sláma zarovnávána, čímž vzniká rovný stěnový prvek, který lze omítnout nebo dále opracovat. Kromě centrálního řídicího systému SIMATIC S7-1500 T-CPU s integrovanými bezpečnostními funkcemi pro balíkovací lis využívá každá ze šesti výrobních stanic distribuovaný ovladač SIMATIC ET 200SP jako I-zařízení. Tímto způsobem je ovládáno celkem 16 os (10 synchronních a 6 polohovacích). To zahrnuje také bezpečnostní komponenty závodu a komunikaci s aktuálně šesti roboty.
Společnost HOLZ automation GmbH krok za krokem vyvinula a ověřila mechanický i elektrický návrh systému, „aby řešení fungovalo okamžitě,“ vzpomíná Alexander Fromm. K tomu mimo jiné použili funkci trasování v TIA Portal k ověření chování systému a signálů všech využívaných komponent. Výsledkem byl vyspělý, modulární a flexibilní systém, který umožňuje i mobilní instalaci. „To nám umožňuje snadno přenést systém na místo, kde se staví domy nebo sklízí sláma. Zkracují se tím přepravní trasy pro materiály a stavební prvky a snižují emise.“ Koordinovaná, standardizovaná automatizace, předem otestované knihovny a intuitivní ovládání podporují efektivní uvedení do provozu, což je další výhodou tohoto řešení.
Alexander Fromm, jako hlavní vývojář, těží nejen během fáze inženýrství z jednoduchého řízení pohonu pomocí technologických objektů a integrovaných funkcí pro bezpečnost zařízení. Integrované řešení řízení pohybu mu také pomohlo provádět jednoduché úpravy a optimalizace. Zvláštním vrcholem pro Alexandra Fromma byly servopohony v balíkovacím lisu. „Servomechanické řešení s různými velikostmi pohonů a mechanickou kinematikou vyžaduje vysokou úroveň dynamizace pohonu. Dříve bychom si na správnou regulaci a koordinaci šesti synchronních os plánovali dva týdny. S laděním servopohonů SINAMICS jedním tlačítkem jsme to zvládli za dvě hodiny.“
Stavební prvky již našly své první uplatnění: Nová výrobní hala byla přestavěna s vnitřními stěnami ze dřeva a slámy. Systém je extrémně flexibilní: „Náš proces můžeme přímo propojit s plánovacími systémy od architektů nebo stavebních firem prostřednictvím otevřených rozhraní. Naše produktová řada dnes zahrnuje 108 různých stavebních prvků v různých šířkách a tvarech – a plánujeme také opatřit stavební prvky hliněnou omítkou v jiné stanici. Díky modulárnímu konceptu závodu to není problém.“
Lidé po celém světě hledají řešení, jak stavět cenově dostupným a udržitelným způsobem. Jsem přesvědčen, že to je možné pouze díky automatizaci. A my jsme ve společnosti Siemens našli toho pravého partnera.