HOLZ automation GmbH dokáže vyrobit stavební prvky ze dřevo-slámy pro celý dům v jediné výrobní směně - s efektivním řízením pohybu od společnosti Siemens.
Udržitelná výstavba je důležitou otázkou pro společnost jako celek. Jedním ze způsobů, jak snížit uhlíkovou stopu, je použití obnovitelných přírodních materiálů, jako je sláma. Tento vysoce udržitelný izolační materiál je používán lidmi po staletí. Aby však byla sláma plně automaticky zpracována na hotové stavební prvky, je zapotřebí inteligentní koncepce 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. S kamerovým editorem SIMATIC S7-1500 T-PROCESOR, komplexní synchronní pohyb všech os v lisu lze rychle nastavit a upravit.
Automatizační řešení Siemens umožňují sledovatelnost a řízení kvality. SIMATIC Industrial Edge slouží ke sledování opotřebení pilových kotoučů a odpovídajícím způsobem upravuje ořezávací zařízení.
Klíčová složka, kolem níž byl vyvinut nový systém pro automatickou výrobu stavebních prvků, pochází — zcela vhodně — ze zemědělství: „Koupili jsme balicí lis a přestavili jsme jej tak, abychom jej mohli automatizovat,“ vzpomíná Jürgen Holz, generální ředitel společnosti HOLZ automation GmbH. Jürgen Holz pokračuje odvážným krokem: „Vycházíme ze speciální konstrukce strojů pro montáž a testování přesných dílů, jako jsou ozubená kola a hnací hřídele pro automobilový průmysl. Zde jsme definovali vlastnosti — ale přírodní materiál sláma klade na proces zcela jiné nároky. Čisté a automatické řízení kolísání vlastností materiálu, jako jsou různé délky stonků a regenerační síly, bylo skutečně výzvou.“
Pro Alexandra Fromma, Head of Software and Development ve společnosti HOLZ automation GmbH, to byl vzrušující úkol: „Museli jsme elektrifikovat hydromechanický lis ze zemědělství pro použití v automatizovaném průmyslovém procesu. Neexistovaly pro to žádné šablony.“ Bylo pro něj důležité, aby společnost HOLZ automation GmbH dokázala pokrýt četné procesy — synchronizaci os, přepravu modulů, pohyb lisů — jedním systémem, „včetně úkolů, o kterých zatím nevíme“. Volba proto padla na řešení Motion Control od společnosti Siemens: „Společně jsme koordinovali pohony a vyvinuli koncept. Výsledkem bylo škálovatelné, standardizované řešení, které nám umožňuje být efektivní a flexibilní.“
V současných šesti stanicích závodu jsou stavební prvky sestaveny z dřevěných součástí, opatřeny zadním panelem a poté roboty vybaveny přesně lisovanými slámovými výplněmi. Pro konečný dotek je vyčnívající sláma oříznuta v jedné rovině, čímž se vytvoří přímý stěnový prvek, který lze omítnout nebo dále zpracovat. Kromě centrálního SIMATIC S7-1500 T-CPU s integrovanými bezpečnostními funkcemi pro lisovací lis má každá ze šesti výrobních stanic distribuovaný Řadič SIMATIC ET 200SP jako I-Device. Tímto způsobem je ovládáno celkem 16 os — 10 synchronních os a 6 polohovacích os. To zahrnuje také bezpečnostní komponenty závodu a komunikaci s aktuálně šesti roboty.
Společnost HOLZ automation GmbH vyvinula a ověřovala mechanickou i elektrickou konstrukci systému krok za krokem, „aby řešení fungovalo okamžitě,“ vzpomíná Alexander Fromm. K tomu použil mimo jiné funkci trasování v TIA Portal k ověření chování systému a signálů všech zúčastněných komponent. Výsledkem byl vyspělý, modulární a flexibilní systém, který také umožňuje mobilní nastavení „což nám umožňuje snadno přenést systém tam, kde se staví domy nebo se sklízí sláma. Tím se zkracují dopravní cesty pro materiály a stavební prvky, a tím se snižují emise.“ Koordinovaná standardizovaná automatizace, předem testované knihovny a intuitivní ovládání podporují efektivní uvedení do provozu — další výhoda řešení.
Jako hlavní vývojář Alexander Fromm těžil nejen během konstrukční fáze z jednoduchého řízení pohonu prostřednictvím technologických objektů a integrovaných funkcí pro bezpečnost zařízení. Integrované řešení řízení pohybu ho také podpořilo při provádění jednoduchých úprav a optimalizací. Zvláštním vrcholem pro Alexandra Fromma: servopohony v lisu. „Servomechanické řešení s různými velikostmi pohonů a mechanickou kinematikou vyžaduje vysokou úroveň dynamizace pohonu. Dříve jsme naplánovali dva týdny, abychom správně regulovali a koordinovali šest synchronních os; s jedním tlačítkem ladění servopohonů SINAMICS jsme byli hotovi za dvě hodiny.
Stavební prvky již našly své první uplatnění: Nová výrobní hala byla přestavěna vnitřními stěnami ze dřeva a slámy. Systém je extrémně flexibilní: „Prostřednictvím otevřených rozhraní můžeme náš proces přímo propojit s plánovacími systémy od architektů nebo stavebních firem. Náš sortiment dnes zahrnuje 108 různých stavebních prvků v různých šířkách a tvarech - a plánujeme také dodávat stavební komponenty hliněnou omítkou v jiné stanici. Díky koncepci modulárních zařízení to není problém.“
Globálně, lidé hledají řešení, jak stavět cenově dostupně a udržitelně. Jsem přesvědčen, že je to možné pouze s automatizací. A se společností Siemens jsme našli správného partnera.