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Pumpensteuerung Intelligenz für hydraulische Antriebe

| Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Mit dem Einsatz der Indra Motion MLC von Bosch Rexroth kann SMS Meer in einer neuen Ringrohlingpresse die Hydraulikpumpen in ein Industrie-4.0-Konzept einbinden.

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Die Indra Motion MLC unterstützt fein skalierbar sowohl zentrale als auch dezentrale Steuerungsarchitekturen.
Die Indra Motion MLC unterstützt fein skalierbar sowohl zentrale als auch dezentrale Steuerungsarchitekturen.
(Bild: Bosch Rexroth)

Ringrohlingpressen, das sind über mehrere Etagen reichende Anlagen, auf denen gesägte und auf über 1200 °C erwärmte Stangenabschnitte aus Stahl ihre erste größere Formveränderung auf dem Weg zu nahtlosen Ringen erfahren. Die Rohlinge mit einem Gewicht von bis zu 100 t werden zunächst in einem Ofen auf Schmiedetemperatur gebracht, per Gabelstapler oder mit Schwerlastrobotern unter der Presse vorpositioniert und hochpräzise durch Zen-triereinheiten ausgerichtet. Bereits beim ersten Umformen gilt es, das exakte Maß so gut wie möglich einzuhalten. Stauchen, Vorlochen und Durchlochen, das sind die drei Teilprozesse, um aus massiven Zylindern Ringrohlinge zu schmieden. Der Erfolg von SMS Meer begründet sich auch damit, dass die Anlagen durch ihren modularen Aufbau leicht an betrieblich veränderte Anforderungen oder Marktbedürfnisse anpassbar sind. Hierzu zählen variierende Ring- und Losgrößen, denen mit unterschiedlichen Konzepten hinsichtlich der Anordnung von Presszylinder und Stößel sowie einem schnellen Werkzeugwechsel begegnet wird.

Diese Flexibilität wird mit der Rexroth-Steuerung Indra Motion MLC umgesetzt. Sie entkoppelt die Antriebsphysik von der Automatisierung. Damit kann die Hydraulik optimal ihre Stärken wie Robustheit, Verschleißfreiheit und Wirtschaftlichkeit ausspielen. Dennoch bleibt alles in einem System gebündelt. Mit der Echtzeitkommunikation über Sercos hat die Steuerung zudem uneingeschränkten Zugriff auf alle Prozessgrößen und Parameter. Mit modular zuschaltbaren I/O-Modulen kann die Zahl der hydraulischen Antriebe in zentralen Konzepten in Viererschritten erfasst werden. Das Modul übernimmt die Positions- und Druckerfassung sowie die Ansteuerung der Stetigventile. Das Ergebnis dieses Aufbaus mündet schließlich in einer hochdynamischen Regelung in Echtzeit, die schneller ist, als der bisherige Weg mit vonei-nander getrennten Motion Control Steuerungen und separater Logic. Ein weiterer Vorteil der Indra Motion MLC liegt in den flexiblen Einsatzmöglichkeiten über die Hydraulik hinaus. Das System aus SPS und Motion Control kann auch elektrische sowie hybride Achsen zeitgleich steuern.

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Optimierter Betrieb durch aktives Pumpenmanagement

Echte Pluspunkte bietet die MLC in diesem Einsatzfall durch ihr integriertes Pumpenmanagement. Über dieses lässt sich erstens die jeweilige Leistung der eingesetzten Pumpen bedarfsgerecht steuern und kaskadiert verteilen. Das spart zunächst einmal Energie, weil nur die wirklich notwendige Leistung abgerufen wird. Zweitens verlängert sich auch die Lebensdauer der Gesamtanlage, weil das aktive Pumpenmanagement automatisch die zuzuschaltenden Pumpen nach Betriebsstunden auswählt. Das Indra-Motion-Softwarekonzept optimiert zudem ständig die Auslastung der Pumpen, was letztlich zum wirkungsgradoptimierten Betrieb ohne verlustbehafteten Teillastbetrieb führt.

Das stetige Nachregeln von Pumpenleistungen ist deshalb notwendig, weil das Ringrohlingpressen aus unterschiedlichen Arbeitsprozessen besteht. Hierzu zählen das Positionieren des Werkstückes mit Zentriereinheiten, das Verfahren des Pressenstempels im Eilgang zur Nullstellung sowie das präzise Pressen des Rohlings mit hohen Kräften auf die exakte Endhöhe. Diese Aufgaben werden nicht mit Ventilen realisiert, sondern direkt über die Pumpenantriebe.

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