Podjetje HOLZ automation lahko v eni sami proizvodni izmeni izdeluje lesno-slamne gradbene elemente za celotno hišo – z učinkovitim krmiljenjem gibanja podjetja Siemens.
Trajnostno gradbeništvo je pomembna tema za celotno družbo. Eden od načinov za zmanjšanje ogljičnega odtisa je uporaba obnovljivih, naravnih materialov, kot je slama. Ta izjemno trajnostni izolacijski material ljudje uporabljajo že stoletja. Da pa bi slamo lahko popolnoma avtomatsko predelali v končne gradbene elemente, je potreben inteligenten sistemski koncept in predvsem zmogljiva ter prilagodljiva rešitev za krmiljenje gibanja.
Rešitev za krmiljenje gibanja zajema sinhronizacijo osi, transport modulov, premikanje stiskalnice in v prihodnosti morda še več procesov. Rezultat tega je prilagodljiva, standardizirana rešitev ter večja učinkovitost in prilagodljivost.
Vse funkcije so bile razvite v TIA Portalu. Z urejevalnikom krivulj procesorja SIMATIC S7-1500 T-CPU je mogoče hitro nastaviti in spremeniti zapleteno sinhrono gibanje vseh osi v balirni stiskalnici.
Rešitve za avtomatizacijo podjetja Siemens omogočajo sledljivost in upravljanje kakovosti. Sistem SIMATIC Industrial Edge se uporablja za spremljanje obrabe žag in ustrezno prilagajanje naprave za obrezovanje.
Ključni element, okoli katerega je bil razvit nov sistem za avtomatsko proizvodnjo gradbenih elementov, izvira – kar je povsem primerno – iz kmetijstva: »Kupili smo balirni stroj in ga predelali, da smo ga lahko avtomatizirali,« se spominja Jürgen Holz, direktor podjetja HOLZ automation GmbH. Drzen korak, nadaljuje Jürgen Holz: »Prihajamo iz področja izdelave specialnih strojev za montažo in testiranje preciznih delov, kot so zobniki in pogonske gredi za avtomobilsko industrijo. Tu imamo opredeljene lastnosti – naravni material, slama, pa postavlja povsem drugačne zahteve glede procesa. Čisto in avtomatsko obvladovanje nihanj v lastnostih materiala, kot so različne dolžine stebel in vzpostavitvene sile, je bilo resnično izziv.“
Za Alexandra Fromma, vodjo oddelka za programsko opremo in razvoj v podjetju HOLZ automation GmbH, je bila to zanimiva naloga: »Morali smo elektrificirati hidromehansko stiskalnico iz kmetijstva za uporabo v avtomatiziranem industrijskem procesu. Za to ni bilo nobenih predlog.“ Zanj je bilo pomembno, da bo podjetje HOLZ automation GmbH z enim sistemom lahko pokrilo številne procese – sinhronizacijo osi, transport modulov, gibanje stiskalnice – »vključno z nalogami, o katerih še ne vemo«. Izbira je zato padla na rešitev Motion Control podjetja Siemens: »Skupaj smo uskladili pogone in razvili koncept. Rezultat je bila prilagodljiva, standardizirana rešitev, ki nam omogoča učinkovitost in prožnost.«
V sedanjih šestih postajah obrata se gradbeni elementi sestavijo iz lesenih delov, opremijo z zadnjo steno, nato pa jih roboti napolnijo s natančno stisnjeno slamo. Za končni dotik se štrleča slama odreže do ravne površine, s čimer nastane ravni stenski element, ki ga je mogoče ometati ali nadalje obdelati. Poleg centralnega procesorja SIMATIC S7-1500 T-CPU z integriranimi varnostnimi funkcijami za balirno stiskalnico ima vsaka od šestih proizvodnih postaj razpršen krmilnik SIMATIC ET 200SP kot I-Device. Na ta način se krmili skupno 16 osi – 10 sinhronih osi in 6 pozicionirnih osi. To vključuje tudi varnostne komponente obrata in komunikacijo s trenutno šestimi roboti.
Podjetje HOLZ automation GmbH je korak za korakom razvijalo in preverjalo tako mehansko kot električno zasnovo sistema, »da bi rešitev takoj delovala«, se spominja Alexander Fromm. Pri tem je med drugim uporabil funkcijo sledenja v TIA Portalu, da je preveril delovanje sistema in signale vseh vključenih komponent. Rezultat je bil zrel, modularen in prilagodljiv sistem, ki omogoča tudi mobilno namestitev: »To nam omogoča, da sistem enostavno odpeljemo tja, kjer se gradijo hiše ali kjer se žanje slama. S tem se skrajšajo transportne poti za materiale in gradbene elemente, kar zmanjša emisije.« Usklajena, standardizirana avtomatizacija, vnaprej preizkušene knjižnice in intuitivno upravljanje omogočajo učinkovito zagon – še ena prednost te rešitve.
Alexander Fromm je kot vodilni razvijalec imel koristi od preprostega krmiljenja pogonov prek tehnoloških objektov in vgrajenih funkcij za varnost obrata ne le v fazi projektiranja. Vgrajena rešitev za krmiljenje gibanja mu je pomagala tudi pri izvajanju preprostih sprememb in optimizacij. Posebna prednost za Alexandra Fromma: servopogoni v balirni stiskalnici. »Servomehanska rešitev z različnimi velikostmi pogonov in mehansko kinematiko zahteva visoko stopnjo dinamičnosti pogonov. Prej bi za pravilno regulacijo in koordinacijo šestih sinhronih osi potrebovali dva tedna; z One-Button Tuningom servopogonov SINAMICS smo to opravili v dveh urah.
Gradbeni elementi so že našli svojo prvo uporabo: nova proizvodna hala je bila prenovljena z notranjimi stenami iz lesa in slame. Sistem je izjemno prilagodljiv: »Prek odprtih vmesnikov lahko naš proces neposredno povežemo z načrtovalnimi sistemi arhitektov ali gradbenih podjetij. Naša ponudba danes vključuje 108 različnih gradbenih elementov v različnih širinah in oblikah – poleg tega pa nameravamo gradbene elemente v drugi postaji opremiti še z glinastim ometom. Zahvaljujoč modularnemu konceptu obrata to ni problem.“
Po vsem svetu ljudje iščejo rešitve za cenovno dostopno in trajnostno gradnjo. Prepričan sem, da je to mogoče le z avtomatizacijo. V podjetju Siemens smo našli pravega partnerja.