Kettec – Med delikat præcision mod orkanstyrker
Fuldautomatiske maskiner producerer komponenter til vindmøller
Vindkraft spiller en central rolle i overgangen fra fossilbaseret til vedvarende energiproduktion. Den ligger på anden- eller tredjepladsen efter solceller, afhængigt af om vandkraft betragtes som en vedvarende energikilde, og produktionen af elektricitet fra vindkraft stiger konstant. I 2021 steg kapaciteten af alle vindmøller på verdensplan med 94 gigawatt til næsten 840 gigawatt. Virksomhederne Kettec og Tiskens bidrager til udvidelsen af dette segment af vedvarende energi ved at bygge anlæg, der er så effektive som muligt.
Moderne vindmøller er op til 180 meter høje og kan producere op til seks megawatt elektricitet i timen ved maksimal kapacitet. For at møllerne kan omdanne vindenergi til elektrisk energi med langvarig og maksimal effektivitet, skal der sikres tabsfri kraftoverførsel. Her spiller rullelejerne en central rolle. Jo mere jævnt de kører, jo mindre er energitabet. Derfor skal de komponenter, der bruges til fremstilling af hvert rulleleje, være af højeste kvalitet. En af disse komponenter er rullelejekurven, der holder kuglerne på plads og sikrer tabsfrit kraftoverførsel.
0,2 millimeter tolerance over 19 meter
»Fremstillingen af disse rullelejer kræver enorm præcision,« siger Joachim Schmitz, salgs- og udviklingschef for maskinteknik hos Kettec GmbH. Virksomheden er specialiseret i fremstilling af automatiserede specialmaskiner. Det var netop denne type maskine, som en producent af vindmølleelejer havde brug for. »Den maskine, vi har udviklet og bygget, kan fuldautomatisk svejse individuelle komponenter sammen til emner på op til 19 meter til rullelejekager, alt sammen med en tolerance på kun 0,2 millimeter.«
Ud fra de leverede enkeltkomponenter skal der fremstilles et præcist dimensioneret rulleleje (til venstre). Den fuldautomatiske fræse- og svejseenhed skal fungere pålideligt og med højeste præcision (til højre).
Problemfri automatisering af komplekse processer
Gribning, transport, svejsning, fræsning: For at sikre, at hele den komplekse proces kører problemfrit og automatisk med maksimal pålidelighed og præcision, skal sensorerne være lige så pålidelige og præcise. »Vi har arbejdet sammen med ifm i ti år allerede,« siger Joachim Schmitz. "Deres omfattende sortiment og produktkvalitet overbeviste os fra starten. Derfor indeholder den nuværende maskine mange komponenter fra denne leverandør af automatiseringsteknologi og digitaliseringsløsninger. De sikrer, at de komplekse, sammenkoblede processer fungerer lige så problemfrit som de kuglelejer, som rullelejeringene senere skal bruges i.
Sikkerhedsløsninger fra én enkelt leverandør
Det første trin, hvor de enkelte komponenter læsses ind i systemet, udføres manuelt. Til dette formål placeres og fastgøres en transportvogn under portalkranen. Men det er ikke kun vognens tilstedeværelse, der registreres med sensorer: Sikkerhedslysgitter forhindrer også portalkranen i at bevæge sig, mens der er personer i farezonen. For at operatørerne kan arbejde sikkert under portalkranen, registrerer to induktive sikkerhedssensorer, om portalkranen har indtaget en sikker position og er yderligere sikret med en bolt.
»Ud over ifm's sikkerhedssensorer vil vi fremover også bruge deres Safety Service – for os som anlægsudviklere er det en stor fordel at kunne få alle automatiseringsaspekter og komponenter fra én og samme leverandør,« siger Joachim Schmitz. ifm Safety Service hjælper anlægsproducenter med at udvikle og implementere et problemfrit, lovmæssigt kompatibelt og avanceret sikkerhedssystem.
Hvor manuelt arbejde møder automatiseret arbejde, skal operatører være pålideligt beskyttet af sikkerhedsforanstaltninger (til venstre). Udover sikkerhedsprodukter, såsom induktive sikkerhedssensorer, tilbyder ifm også rådgivning og support gennem sin sikkerhedstjeneste (til højre).
Længdemåling med en nøjagtighed på en tiendedel millimeter
Når de enkelte dele er placeret under portalen, og alle personer har forladt det sikrede område, overtager systemet. Tilstedeværelsesdetektering, opsamling og korrekt orientering af emner, kontrol af fræseværktøjernes fuldstændighed, præcis manøvrering af griberen på portalrobotten og præcis positionering af fræse- og svejseenheden: »Alt, hvad der kan bevæges og detekteres automatisk i systemet, løses ved hjælp af ifm-sensorer,« siger Joachim Schmitz. Det samme gælder den præcise længdemåling af rullelejeemnet. »Til denne opgave bruger vi en absolut multiturn encoder i kombination med et målehjul. Takket være den høje opløsning og nøjagtigheden på 0,1 grader kan vi pålideligt opfylde de strenge tolerancespecifikationer.«
Induktive sensorer registrerer tilstedeværelsen af fræsehovederne (til venstre), en lysbarriere sikrer nøjagtig positionering af emnerne før svejsning, og en absolut multiturn-encoder bruges til præcis længdemåling (til højre): Til alle disse opgaver stoler Kettec på sensorteknologi fra ifm.
Permanent og præcis positionsovervågning
Fordelen ved absolutte multiturn-enkodere som RMV300, der anvendes her, er, at de kan spore den absolutte position, selv i strømløs tilstand, og overføre eventuelle ændringer, når der tilføres strøm. »Hvis vores emne forskydes i strømløs tilstand, kender vi stadig den nøjagtige længde af det lejekurvblank, der er svejset indtil videre,« siger Joachim Schmitz.
De mange fordele ved IO-Link
Alle sensorer på den specielle maskine kommunikerer via IO-Link – en væsentlig fordel, som Jan Tiskens, teknisk salgsingeniør hos Tiskens Steuerungs- und Antriebstechnik GmbH & Co. KG, er klar over. Virksomheden implementerer automatiseringen for Kettec. »En stor fordel for vores arbejde er den hurtige, nemme og fejlfri kabelføring,« siger Jan Tiskens. "Det giver os en tidsbesparelse på op til 20 % i forhold til konventionel central kabelføring. Med hensyn til individuelle kundeløsninger er vi også mere fleksible, hvis vi ønsker at integrere yderligere sensorer for forbedret funktionalitet, som ikke oprindeligt var taget med i planlægningen. Alt dette er meget lettere at opnå takket være den decentraliserede tilgang. Samtidig sparer vi omkring 15 % af kabelføringomkostningerne, fordi vi kan forbinde de feltkompatible IO-Link mastere i serie, hvilket minimerer behovet for lange kabelføringer."
PerformanceLine IO-Link-masterne, her med Profinet-grænseflade, letter og fremskynder tilslutningen af sensorer og leverer tilstrækkelig strømforsyning til aktuatorer.
Fjerndiagnosticering kan reducere nedetiden
Den decentraliserede, digitale tilslutning af sensorerne er ikke kun en fordel ved den indledende implementering af automatiseringen. »Takket være fjernvedligeholdelse kan vi kontrollere hele systemet ned til den enkelte sensor for korrekt funktion og fejl og behøver ikke vente med fejlfinding, indtil vi kommer til kundens sted,« siger Jan Tiskens. »Vi kan identificere årsagen på forhånd fra vores lokation. Dette reducerer også drastisk ethvert yderligere vedligeholdelsesarbejde, der måtte være nødvendigt hos kunden. Defekte kabelsektioner kan udskiftes uden at forårsage alvorlig nedetid, og selv sensorer kan normalt udskiftes med begrænset ekspertise, dvs. af kundens eget personale, da IO-Link-masteren automatisk overfører de lagrede parametre til den nye sensor. Dette kan reducere nedetiden betydeligt.«
Digital quality assurance
And finally, the digital acquisition of all process data leads to a considerable gain in comfort and safety for the end customer, as Joachim Schmitz emphasises: “All data is documented with a time stamp. In the event of a recourse claim, it can be verified easily and unequivocally whether actual deviations occurred in the process which affect the quality of the end product.”
Konklusion
Med sit brede udvalg af moderne sensorer og infrastrukturløsninger hjælper ifm virksomhederne Kettec og Tiskens med at automatisere og digitalisere selv komplekse og unikke produktionsanlæg. Ikke kun virksomhederne, men også slutkunderne drager fordel af fordelene ved digital datatransmission via IO-Link.
