Zahlreiche intelligente Maschinenkonzepte und Softwarefeatures sollen die Energieeffizienz steigern und den CO2-Footprint reduzieren, darüber hinaus wird die Einbindung in Industrie 4.0 vorangetrieben und es werden intelligente Antriebe für IoT vorgestellt.
Wie durch energieeffiziente Antriebssysteme der CO2-Footprint des Endprodukts erfasst und gesenkt wird, zeigt die Baumüller Gruppe, Nürnberg, auf der K 2022. Durch clevere Software-Features lassen sich Maschinenschäden vermeiden und der Ausstoß erhöhen. Zudem wird veranschaulicht, wie sich mit dem digitalen Zwilling servo-hydraulische Antriebsstränge vollständig virtuell auslegen und in Betrieb nehmen lassen. Alle Anwendungsfälle werden live an den Exponaten am Messestand präsentiert.
Für servo-hydraulische Lösungen werden Antriebssysteme angeboten, die wartungsarm und energieeffizient sind. (Foto: Baumüller)
Ein hybrides Maschinenkonzept zeigt unter dem Stichwort Smart Efficiency, wie intelligente Antriebe und Funktionalitäten in Kombination mit Servohydraulik einen Beitrag zur Minimierung des CO2-Footprints leisten. Durch die Elektrifizierung der Schließeinheit und die Nutzung der generatorischen Energie beim Abbremsen lässt sich beispielsweise der Energieverbrauch der Maschine reduzieren. So wird mit steigender Elektrifizierung die Spritzgussmaschine energieeffizienter.
Smart Energy Monitoring stellt am gleichen Exponat über ein drive-basiertes Energiemonitoring den Energieverbrauch des Antriebssystems transparent dar. Beispielsweise kann nach einer Referenzfahrt der Verfahrweg energetisch optimiert und so der CO2-Footprint des Endprodukts gesenkt werden. Diese neue Software-Funktion unterstützt bei der Ermittlung des Product Carbon Footprint (PCF) bzw. bereitet auf künftige Dokumentationspflichten im Rahmen der Sustainable Product Initiative (SPI) der Europäischen Union vor.
Das umfassende Software-Paket Smart Protection enthält zahlreiche speziell für den Kunststoffbereich entwickelte Features. Ein Beispiel ist die reglerinterne Funktion „Thermischer Pumpenschutz“. Die Smart-Value-Funktion verhindert eine thermische Überlast von Innenzahnradpumpen. Diese kann im Maschinenzyklus insbesondere bei langen Haltezeiten von hohen Drücken und geringem Durchfluss auftreten. Wird dabei ein kritischer Schwellwert erreicht, kann ein hydraulischer Bypass zur Entlastung der Pumpe zugeschaltet werden. So können Maschinenschäden vermieden werden.
Weiterer Vorteil von Baumüller SmartValue: Der Drive wird zum Daten-Hub und kann neben den reinen Antriebsaufgaben zusätzlich relevante Daten aus verschiedenen Quellen sammeln, bedarfsgerecht vorverarbeiten und beispielsweise über OPC-UA an die Cloud, eine Steuerung bzw. einen Edge-PC weitergeben.
Smart Engineering: In einem weiteren Use Case zeigt Baumüller, wie der digitale Zwilling bei der Auslegung und Optimierung des Antriebssystems unterstützt. Dafür werden Antriebe und Motoren der elektrischen Schließeinheit mit Kniehebel simuliert. Pro-Simulation ermöglicht zudem eine schnellere Inbetriebnahme und Antriebsoptimierung der Spritzgussmaschine. Dadurch lassen sich Zeit und Kosten sparen. Auch für die Servohydraulik sind Simulationsmodelle in Pro-Simulation verfügbar. Diese werden auf dem Messestand aktiv vorgestellt.
Die Umrichterreihe b maXX 5300 umfasst Einspeise- und Rückspeiseeinheiten sowie Achseinheiten, die sich durch ein integriertes Drive-Connect-System schnell und einfach kombinieren lassen. So profitiert der Maschinenbauer vom geringen Installationsaufwand und kurzen Inbetriebnahme- und Servicezeiten. Die Regler punkten dank ihrer hohen Leistungsdichte mit einem sehr geringen Bauraum. Die Einspeiseeinheiten wurden um Spitzenleistungen bis 300 kW erweitert. Dies ist ideal für den Kunststoffbereich, denn für dynamische Bewegungen, wie das Auf- und Zufahren der Schließeinheit, werden oft kurzfristig hohe Spitzenleistungen benötigt.
Neben der Anreihtechnik b maXX 5300 sind auch die b maXX 5500 Monoeinheiten verfügbar. So können Leistungen von 1,1 bis 315 kW abgedeckt werden. Die gesamte bmaXX 5000 Reihe bietet zusätzlich höhere Sicherheitsfunktionen wie zum Beispiel SLS (Safe Limited Speed) und SLP (Safe Limited Position) direkt im Antrieb sowie eine Vielzahl von Kühloptionen für einen optimalen Einsatz.
Wassergekühlte Torque-Motoren punkten mit hoher Kompaktheit und optimaler Wärmeabfuhr. Eine direkte Kopplung erzielt hohe Steifigkeiten damit eine sehr gute Kraftübertragung mit gepaart mit idealen Regeleigenschaften. Die Ausführung als Hohlwellenvariante verbessert die Zugänglichkeit und ermöglicht die Durchführung von Medien und Werkzeugen. So können zum Beispiel Spindelantriebe in eine Hohlwelle integriert werden. Dies ermöglicht Optimierungen im kompakten Maschinenaufbau und in der Prozesstechnik.
Auf dem Messestand sind darüber hinaus einige branchenspezifische Antriebskomponenten ausgestellt. Ein Beispiel ist ein Torque-Motor in der Ausführung mit Drucklager. Diese Drucklagermotoren wurden für den Einsatz in Extrudern konzipiert. Die Extruderschnecke wird hier direkt mit der Motorwelle gekoppelt. Dadurch kann der Motor auch beiden hohen vorherrschenden axialen Kräften platzsparend und direkt verbunden werden.
Ein weiteres Beispiel ist der elektrische Auswerferantrieb DSC1-135. Der Direktauswerfer ist ein beschleunigungsstarker Antrieb, der speziell für die Anforderungen der Spritzgießmaschine konzipiert wurde. Zudem hat der Motor eine spezielle Sonderlagerung zur Kompensation axialer Kräfte und besticht durch sehr gute dynamische Eigenschaften. Durch die platzsparende Bauform ist eine optimale und flexible Integration in die Maschine möglich. Die Kontamination von Endprodukten im Werkzeugraum, etwa durch Öl oder Schmutzpartikel, wird durch den Einsatz der Direktantriebstechnik vermieden. Folglich ist der Synchrondirektantrieb ein sauberer, energieeffizienter und extrem dynamischer Antrieb.
