Anwenderbericht

Die richtige Mischung?

In der Metallbearbeitung werden wasserlösliche Schmierstoffe in unterschiedlichen Mischungen auf die jeweilige Anwendung abgestimmt. Diese Emulsion darf weder zu fett noch zu dünn sein. Nur dann wird eine optimale Bearbeitung gewährleistet. Um dies zu erreichen, hat das Unternehmen Dopstadt Elektrotechnik ein vollautomatisiertes Misch- und Dosiersystem entwickelt.
Becken

Das Zerspanen, Bohren und Schleifen von Werkstoffen in der Metallbearbeitung ist ohne Schmierstoffe und Schneidöle nicht denkbar. Wasserlösliche Schmierstoffe beispielsweise werden meist dann eingesetzt, wenn die Priorität auf der Kühlung liegt. Ein wichtiger Punkt hierbei ist das Mischungsverhältnis mit Wasser; denn die Emulsion muss sowohl zur Bearbeitung als auch zum Material "passen", um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Und genau das ist bei einer manuellen Mischung oftmals nicht der Fall. Die Folgen sind vielfältig und reichen von schlechter Kühlwirkung und erschwerter Spanabscheidung bis hin zur Dampfbildung und Rost. Hinzu kommt die Notwendigkeit einer frühzeitigen Wartung. Um dies zu verbessern, hat das Unternehmen Dopstadt Elektrotechnik mit Sitz in Velbert gemeinsam mit der Fa. Otto Schnell GmbH & Co. KG Zerspanungstechnik mit Sitz in Wuppertal ein vollautomatisiertes Misch- und Dosiersystem zur Herstellung von Kühlschmier-Emulsionen entwickelt. Es schließt die Lücke zwischen bestehenden Großanlagen und manuellen Mischungen. Der Vertrieb erfolgt über das Unternehmen Kitagawa Europe GmbH in Düsseldorf. Wie ist die Anlage aufgebaut? Betrachtet man sich zunächst die einzelnen Komponenten, so fällt auf, dass so gut wie alle aus dem Hause Schneider Electric stammen. Dazu Herbert Dopstadt, Geschäftsführer bei Dopstadt Elektrotechnik: "Unser Kerngeschäft sind elektrotechnische Anlagen für Diesel- und Elektromaschinen. Aufgrund der positiven Erfahrungen mit Schneider Electric hinsichtlich langjähriger sehr guter Zusammenarbeit, Betreuung und technischem Austausch haben wir selbstverständlich Komponenten von Schneider Electric vorzugsweise in das neue System integriert. Angefangen von der Steuerung über die Sensorik bis hin zur Visualisierung über ein Touchpanel und zusätzliche Zustandsanzeige mit einer Ampel. Dazu gehört auch ein kundespezifischer Schaltschrank der Firma Sarel, die ebenfalls zu Schneider Electric gehört." Die Idee für diese Entwicklung stammte ursprünglich von dem Kunden Otto Schnell, der auf der Suche nach einem automatisierten Mischsystem war. Die beiden Unternehmen haben das Potential dieser Marktnische erkannt und begannen vor circa zwei Jahren mit der Umsetzung. Ziel war es, dem Anwender eine möglichst kompakte Einheit anzubieten - und das wurde mit Unterstützung von Sarel und Schneider Electric hervorragend gelöst. Bis heute gibt es auf dem Markt keinen Anbieter mit einem so flexiblen Grundgerüst bei Anreih-Standschränken. Dieser kann mit nur acht Schrauben in den senkrechten Profilen sowie den Rahmen oben und unten zerlegt werden und ermöglicht sowohl eine seitliche als auch eine rückwärtige Anreihung mehrerer Schränke. Auf das Gerüst, mit Lochungen im 25mm-Raster, wird dann das Zubehör nach Bedarf montiert. Diese höchst flexible Konstruktion bietet eine Vielzahl von Lösungen und Abmaßen, die man im Markt in dieser Größenordnung sonst nicht findet.

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Individuell konfigurieren

Wie eine solche kundenspezifische Anforderung aussieht, erläutert Thomas Gote, Vertriebsbeauftragter bei Sarel, am Beispiel Dopstadt Elektrotechnik: "Basis der Anwendung ist ein Anreih-Standschrank mit 800 x 800 x 600 mm als Unterschrank. Hier wird beispielsweise die Wasserversorgung untergebracht. Um der Anforderung zur Prüfung des Mischungsverhältnisses der Emulsion gerecht zu werden, wurde eigens für diese Anlage ein Edelstahl-Dachblech mit integrierter Auffangwanne von Sarel hergestellt. Darauf befindet sich ein weiterer 200mm hoher Sockel, in den die Prüfhähne integriert wurden. Die Steuerung, Relais, Schalter und ein Touchpanel befinden sich obenauf in einem Standard-Wandschrank. Durch die farbige Abstufung zwischen oberem Steuerschrank, dem Sockel und dem Unterschrank erhält die ganze Kombination ein ansprechendes Industriedesign." Als Steuerung des Systems wird eine Modicon M340 von Schneider Electric genutzt. Sie wurde speziell für die Fertigungs- und Anlagenautomatisierung entwickelt. Robust, leistungsfähig und modular aufgebaut ist sie die ideale Lösung für den Maschinenhersteller. Darüber hinaus bietet sie dem Anwender einige interessante technische Details. Angefangen von 7 K Anweisungen/ms und einem 4 MB Programmspeicher bis hin zur Standardbibliothek für Positionierung und Lageregelung nach PLCopen. Hinzu kommen Datenspeicherung und -management auf der SD-Karte, ein Datenaustausch per FTP (File Transfer Protocol) und der Fernzugriff auf alle Funktionen per Modem oder ADSL. Alle Online-Funktionalitäten, wie Programmierung, Programm-Up- und Download oder Debug, laufen über einen USB-Port im Prozessor. Hier sind auch ein Ethernet TCP/IP-Port und der CANopen Master integriert. Diese Fakten und Möglichkeiten waren aber nicht die einzigen Gründe eine Modicon M340 in dieses Misch- und Dosiersystem einzusetzen. Dazu Herbert Dopstadt: "Wir integrieren die SPSen von Schneider Electric seit Jahren in unsere Standardapplikationen. Das heißt, wir sind nicht nur sehr zufrieden sondern mit der Software auch bestens vertraut. Das spart Zeit und damit Kosten - auch weil sie relativ einfach zu programmieren sind."

Flexibler Einsatz von Protokollen

Trotz eines breiten Angebotes auf dem Markt wurde für das Touchpanel ebenfalls ein Produkt von Schneider Electric ausgewählt. Denn es gibt technische Fakten, die das Panel für dieses Misch- und Dosiersystem prädestinieren. So ist die hier eingesetzte Serie Magelis XBT GT mit einer Vielzahl von Protokollen ausgestattet, um dem Anwender einen flexiblen Einsatz in seiner Anlage zu ermöglichen. Angefangen von Unitelway, Modbus und Modbus TCP/IP über Siemens bis hin zu Mitsubishi, Omron und Rockwell. Darüber hinaus bietet sie einen integrierten Speicher bis 32 MB (je nach Ausführung), einen 64bit-Prozessor für schnelle Reaktionszeiten und einen einfachen Programmierungs-Anschluss über USB. Hinzu kommen die Schnittstellen RS 232C/RS 485 und Ethernet 10/100BaseT. Auch bei den Displays wird Flexibilität großgeschrieben: Sechs Größen zwischen 3,8¿¿ bis 15¿¿ - von monochrom bis hin zum TFT mit 65.536 Farben. Für weitergehende Anforderungen des Kunden kann in die Anlage auch ein größeres Touchpanel mit Grafik und Textverarbeitung eingebaut werden. Damit ist es beispielsweise möglich, am Ende des Monats einen Report mit einer Darstellung der Verbrauchsspitzen zu generieren, ohne dass in eine Visualisierungssoftware für den PC investiert werden muss.

Berührungslose Füllstandsmessung

Ergänzt wird die Misch- und Dosieranlage mit einem Vorratsbehälter, der bis zu 1.000 Liter der fertigen Emulsion aufnimmt. Damit entfällt der mühsame Transport mit Kannen oder Eimern. Zum Messen der Füllstände werden Edelstahl-Ultraschallsensoren eingesetzt. Dieses berührungslose Erfassen der flüssigen Medien erfolgt an unterschiedlichen Positionen - an den Fässern mit dem Schmierstoff, in dem genannten Vorratsbehälter mit der fertigen Emulsion und direkt vor Ort an der Maschine. Auch diese Sensoren sind von Schneider Electric und auch mit ihnen wurden bei Dopstadt Elektrotechnik in den letzten Jahren positive Erfahrungen gesammelt; gerade was die Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Dieseltreibstoff angeht. Das vollautomatisierte Misch- und Dosiersystem für Kühlschmier-Emulsionen versetzt Metallbearbeitende Unternehmen in die Lage, die ideale Kühlschmier-Emulsion für jede Bearbeitung schnell und einfach herzustellen und den bearbeitenden Maschinen zuzuführen. Damit gehören die Probleme, die mit einer manuellen Mischung einhergehen, endgültig der Vergangenheit an. Und dass es bei dieser Entwicklung nicht nur bei einem Prototyp geblieben ist, zeigen die Anlagen, die bereits erfolgreich bei Kunden im Einsatz sind. lg

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