Automatisierung von centerless Schleifmaschinen

Spitzenlos Schleifmaschine kostengünstig automatisieren mit S7

Automatisierungskonzept Simatic® S5

Für einen Kunden wurden im Jahr 1997 die erste generalüberholte Schleifmaschine in Betrieb genommen, bei der eine Simatic® S5 mit einer 95U CPU sowie eine Positionierbaugruppe IP266 für den Schleifschlitten der spitzenlos Maschine und eine Schrittmotorbaugruppe IP267 für die Schleifpinole eingesetzt wurde. Weil die Anforderungen an die Steuerung mit den speziellen Kundenwünschen im Laufe der Zeit wuchsen, wurde die CPU auf Dauer zu klein. Wegen der noch nicht so ausgereiften Baugruppen der S7-Reihe wurde jedoch zunächst auf eine Umstellung verzichtet und mit der S5-Baureihe weiter gearbeitet.

Realisierung mit Simatic® S7 und FM357-2

Zu Beginn des Jahres 2001 wurde ein komplett neues Steuerungskonzept für diese spitzenlos Schleifmaschinen entwickelt. Es sollte sowohl zukunftssicher sein als auch kostenmäßig etwa dem alten Konzept entsprechen. Üblicherweise wird bei Neumaschinen eine CNC eingesetzt. Da jedoch die Eigenschaften der bislang ausgelieferten generalüberholten Maschinen eine CNC nicht zwingend voraussetzen und eine CNC den bisherigen Kostenrahmen sprengen würde, wurde eine preiswertere Alternative gesucht. Weiterhin gab es noch manuelle Sonderfunktionen, die beispielsweise über eine Sinumerik® 840 relativ aufwendig zu realisieren waren.

Als Positionierbaugruppe bot sich die FM354 an. Für den Schrittmotor hätte man die FM353 einsetzen können. Allerdings benötigen beide Baugruppen unterschiedliche Tools zur Parametrierung und haben auch unterschiedliche Schnittstellen zur CPU. Dies wäre zwar hardwaremäßig die günstigere, aber softwaremäßig die teurere Lösung auf Dauer gewesen.

Aus diesem Grunde wurde die FM357-2 eingesetzt. Ihre Schnittstelle zum Steuerungsprogramm ist für einen Servoantrieb und einen Schrittmotor, ob mit oder ohne Meßsystem, identisch. Mit ihr können wahlweise bis zu 4 Servo- und / oder Schrittmotoren positioniert werden. Sicherlich blieben in der Anfangszeit 2 Achsen in der Baugruppe ungenutzt, dass sollte sich aber bald ändern. Die Schnittstelle zum Servoantrieb des Schleifschlittens wurde so gestaltet, dass durch zwei anzupassende Schnittstellenbausteine der Funktionsbaustein des Schleifschlittens für die FM354 und FM357 gleich blieb.

Konfigurierbarkeit von Sondermaschinen

Weiterhin wurde bei der Realisierung eine Konfigurierung der Schleifmaschinen vorgesehen. Durch Einsatz einer leistungsstarken CPU wurde das SPS-Programm mit jedem neuen Maschinenprogramm erweitert. Nicht benötigte Funktionen wurden bei Nachfolgemaschinen nicht gelöscht, sondern nur deaktiviert. Dadurch ließen sich erheblich Inbetriebnahme- und Testzeiten der Programme einsparen. Aus mehreren Sondermaschinen mit unterschiedlichem Funktionsumfang entstand im Laufe der Zeit ein konfigurierbares Standard Maschinenprogramm.

Erweiterung der Maschinenfunktionen

Eigentlich sollten mittels FM 357 nur Antriebe über die SPS positioniert werden. Doch diese Baugruppe kann bedeutend mehr. Sie ist sozusagen eine CNC innerhalb der SPS. Damit konnten ab 2002 die bisherigen Durchgangs-Schleifmaschinen nun auch Einstechschleifen unter Verwendung eines NC-Programms. Mittlerweile sind die Maschinen mit 4 Servoantrieben ausgestattet, mit denen sogar ein vereinfachtes NC-Abrichten mit Eingangs- und Ausgangsschräge sowie komplexere Abrichtzyklen über NC-Programme gefahren werden können.

Aktualisiert: 18.09.2020
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