Zrównoważona konstrukcja z kontrolą ruchu

Zadanie dla inteligentnej automatyzacji

Zrównoważone budownictwo jest istotnym zagadnieniem dla całego społeczeństwa. Jednym ze sposobów ograniczenia śladu węglowego jest wykorzystanie odnawialnych, naturalnych materiałów, takich jak słoma. Ten wysoce zrównoważony materiał izolacyjny jest wykorzystywany przez ludzi od stuleci. Aby jednak możliwe było w pełni zautomatyzowane przetwarzanie słomy w gotowe elementy budowlane, konieczna jest inteligentna koncepcja systemowa, a przede wszystkim wydajne i elastyczne rozwiązanie w zakresie sterowania ruchem.

Kluczowy element, wokół którego opracowano nowy system do automatycznej produkcji elementów budowlanych, pochodzi, co dość trafne, z rolnictwa: „Kupiliśmy prasę belującą i zmodyfikowaliśmy ją tak, aby możliwa była jej automatyzacja” – wspomina Jürgen Holz, dyrektor zarządzający HOLZ automation GmbH. Jak dodaje, był to odważny krok: „Wywodzimy się z budowy maszyn specjalnych do montażu i testowania precyzyjnych komponentów, takich jak przekładnie i wały napędowe dla przemysłu motoryzacyjnego. W tym obszarze mamy do czynienia z jasno zdefiniowanymi właściwościami, natomiast naturalny materiał, jakim jest słoma, stawia zupełnie inne wymagania procesowe. Opanowanie zmienności właściwości materiału, takich jak różna długość źdźbeł czy siły sprężystości, w sposób czysty i w pełni automatyczny, było rzeczywiście dużym wyzwaniem”.

W obecnie funkcjonujących sześciu stanowiskach instalacji elementy budowlane są składane z komponentów drewnianych, wyposażane w tylną płytę, a następnie za pomocą robotów wypełniane precyzyjnie sprasowaną słomą. Na końcowym etapie wystająca słoma jest przycinana na równo, co pozwala uzyskać prosty element ścienny, gotowy do otynkowania lub dalszej obróbki. Oprócz centralnego sterownika SIMATIC S7-1500 T-CPU z wbudowanymi funkcjami bezpieczeństwa dla prasy belującej, każde z sześciu stanowisk produkcyjnych wyposażone jest w rozproszony sterownik Controller SIMATIC ET 200SP pracujący jako urządzenie typu I-Device. W ten sposób sterowanych jest łącznie 16 osi – 10 osi synchronicznych oraz 6 osi pozycjonujących. System obejmuje również komponenty bezpieczeństwa instalacji oraz komunikację z obecnie sześcioma robotami.

Jako główny deweloper Alexander Fromm korzystał nie tylko na etapie inżynierii z prostego sterowania napędami poprzez obiekty technologiczne oraz zintegrowanych funkcji bezpieczeństwa instalacji. Zintegrowane rozwiązanie Motion Control wspierało go również w łatwym wprowadzaniu modyfikacji i optymalizacji. Szczególnym elementem wyróżniającym się dla niego były serwonapędy w prasie belującej. „Rozwiązanie serwomechaniczne z różnymi wielkościami napędów i mechaniką kinematyczną wymaga wysokiego poziomu dynamizacji napędów. Wcześniej zaplanowalibyśmy dwa tygodnie tylko na prawidłową regulację i synchronizację sześciu osi synchronicznych; dzięki funkcji One-Button Tuning w serwonapędach SINAMICS zajęło nam to dwie godziny”.