HOLZ automation GmbH kan producere træhalmbygningselementerne til et helt hus i et enkelt produktionsskift - med effektiv bevægelseskontrol fra Siemens.
Bæredygtigt byggeri er et vigtigt spørgsmål for samfundet som helhed. En måde at reducere CO2-fodaftrykket på er at bruge vedvarende, naturlige materialer, såsom halm. Dette meget bæredygtige isoleringsmateriale er blevet brugt af mennesker i århundreder. Men for at halm skal forarbejdes fuldt automatisk til færdige bygningselementer, kræves et intelligent systemkoncept og frem for alt en kraftfuld og fleksibel bevægelseskontrolløsning.
Motion Control-løsningen dækker aksesynkronisering, modultransport, pressebevægelse og potentielt endnu flere processer i fremtiden. Dette resulterer i en skalerbar, standardiseret løsning og mere effektivitet og fleksibilitet.
Alle funktioner er konstrueret i TIA Portal. Med cam-redaktøren af SIMATIC S7-1500 T-CPU, kan den komplekse synkrone bevægelse af alle akser inden for pressepressen hurtigt justeres og ændres.
Siemens automatiseringsløsninger muliggør sporbarhed og kvalitetsstyring. SIMATIC Industrial Edge bruges til at overvåge slid på savklinger og justere trimningsanordningen i overensstemmelse hermed.
Den vigtigste komponent, som det nye system til automatisk produktion af bygningselementer blev udviklet omkring, kommer - ganske passende - fra landbruget: „Vi købte en pressepresse og konverterede den, så vi kunne automatisere den,“ minder Jürgen Holz, administrerende direktør hos HOLZ automation GmbH. Et dristigt skridt fortsætter Jürgen Holz: „Vi kommer fra specialmaskinkonstruktion til montering og afprøvning af præcisionsdele som gear og drivaksler til bilindustrien. Her har vi definerede egenskaber — men naturmaterialet halm stiller helt andre krav til processen. At styre udsving i materialeegenskaber, såsom forskellige stængellængder og genoprettende kræfter, rent og automatisk, var virkelig en udfordring.“
For Alexander Fromm, Head of Software and Development hos HOLZ automation GmbH, var dette en spændende opgave: „Vi var nødt til at elektrificere en hydromekanisk presse fra landbruget til brug i en automatiseret industriel proces. Der var ingen skabeloner til dette.“ Det var vigtigt for ham, at HOLZ automation GmbH kunne dække de mange processer - aksesynkronisering, modultransport, pressebevægelse - med ét system, „inklusive opgaver, som vi endnu ikke kender til.“ Valget faldt derfor på en Motion Control-løsning fra Siemens: „Vi koordinerede drevene sammen og udviklede konceptet. Det resulterede i en skalerbar, standardiseret løsning, der giver os mulighed for at være effektive og fleksible.“
I anlæggets nuværende seks stationer er bygningselementerne samlet af trækomponenter, udstyret med et bagpanel og derefter udstyret med præcist pressede halmfyldninger af robotter. Til den sidste berøring trimmes fremspringende halm fladt, hvilket skaber et lige vægelement, der kan pudses eller behandles yderligere. Ud over den centrale SIMATIC S7-1500 T-CPU med integrerede sikkerhedsfunktioner til pressepressen har hver af de seks produktionsstationer en distribueret SIMATIC ET 200SP Controller som en I-enhed. I alt 16 akser styres på denne måde — 10 synkrone akser og 6 positioneringsakser. Dette omfatter også anlæggets sikkerhedskomponenter og kommunikation med de nuværende seks robotter.
HOLZ automation GmbH udviklede og validerede både det mekaniske og elektriske design af systemet trin for trin, „så løsningen ville fungere med det samme,“ minder Alexander Fromm. For at gøre dette brugte han sporingsfunktionen i TIA Portal blandt andet til at validere systemadfærd og signaler fra alle involverede komponenter. Resultatet var et modent, modulopbygget og fleksibelt system, der også giver mulighed for mobil opsætning „dette giver os mulighed for nemt at tage systemet til, hvor husene bygges, eller halmen høstes. Dette forkorter transportveje for materialer og bygningselementer og reducerer dermed emissionerne.“ Den koordinerede, standardiserede automatisering, de forudprøvede biblioteker og den intuitive betjening understøtter effektiv idriftsættelse - en anden fordel ved løsningen.
Som hovedudvikler havde Alexander Fromm ikke kun i konstruktionsfasen fordel af den enkle drevstyring via teknologiobjekter og de integrerede funktioner til anlægssikkerhed. Den integrerede bevægelsesstyringsløsning understøttede ham også i at foretage enkle ændringer og optimeringer. Et særligt højdepunkt for Alexander Fromm: servodrev i pressepressen. „Den servomekaniske løsning med forskellige drevstørrelser og mekanisk kinematik kræver et højt niveau af drevdynamisering. Tidligere ville vi have planlagt to uger bare for korrekt at regulere og koordinere de seks synkrone akser; med One-Button Tuning af SINAMICS servodrev var vi færdige på to timer.
Bygningselementerne har allerede fundet deres første anvendelse: Den nye produktionshal blev ombygget med indvendige vægge lavet af træ og halm. Systemet er ekstremt fleksibelt: „Vi kan forbinde vores proces direkte med planlægningssystemer fra arkitekter eller byggefirmaer via åbne grænseflader. Vores produktsortiment omfatter i dag 108 forskellige bygningskomponenter i forskellige bredder og former — og vi planlægger også at forsyne bygningskomponenterne med lergips på en anden station. Takket være det modulære anlægskoncept er dette ikke et problem.“
Globalt er folk på udkig efter løsninger til at bygge overkommeligt og bæredygtigt. Jeg er overbevist om, at dette kun er muligt med automatisering. Og med Siemens har vi fundet den rigtige partner.