Industrie Aktuell
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B + Rentretien avec

Markus Sandhöfner,

Membre du directoire de B + R Industrie-Elektronik GmbH, Eggelsberg / A

"Bernecker et Rainer répondent aux défis des constructeurs de machines-outils en intégrant tous les composants d'automatisation dans un seul système."



En plus de l'efficacité énergétique, l'intégration du système, l'évolutivité, les économies d'espace et une productivité accrue combinée à des performances et une précision plus élevées sont au catalogue des exigences des fabricants de machines-outils en matière de technologie d'entraînement. B + R Bernecker et Rainer se concentrent en particulier sur l'intégration de tous les composants d'automatisation. Le responsable du développement a discuté avec Markus Sandhöfner du statut de développement de la technologie d'entraînement pour l'industrie, des tendances et de la prochaine apparition au salon EMO de l'entreprise.

développement scout: Quel est l'état de développement actuel de vos entraînements de machines-outils?

Sandhöfner: B&R propose la gamme complète d'entraînements pour machines-outils de 50 W à 500 kW. La grande évolutivité dans la plage de performances ainsi que la possibilité d'utiliser différentes technologies permettent au constructeur de la machine de choisir exactement le lecteur requis pour la tâche concernée. Le concept de notre technologie d'automatisation se caractérise par l'intégration et la cohérence. Ce qui le rend spécial, c'est la possibilité de faire fonctionner les axes principal et secondaire côte à côte de manière centrale dans l'armoire de commande ou de manière décentralisée sur la machine avec un degré de protection élevé sur le Powerlink ultra-rapide. Côté logiciel, «Generic Motion Control» signifie que différentes technologies d'entraînement peuvent être utilisées dans un système CNC avec un logiciel machine identique. Cela permet au client d'économiser de l'argent, de l'espace d'installation et des temps de planification de projet. Dans le même temps, il gagne en flexibilité dans la mise en œuvre de la machine jusqu'à peu de temps avant la livraison.

développement scout: Quels sont les plus grands défis que vos clients de l'industrie des machines-outils posent à votre entreprise?

Sandhöfner: Les constructeurs de machines-outils sont toujours à la recherche de moyens d'augmenter la productivité de leurs machines et en même temps de minimiser l'effort de planification de projet de la machine. La réponse de B&R à ces défis est l'intégration de tous les composants d'automatisation dans un seul système. Jusqu'à présent, il y avait des limites de système entre CNC et PLC, robotique et processus, contrôle fonctionnel et technologie de contrôle et d'entraînement à sécurité intégrée. En les éliminant, notre solution d'automatisation peut désormais facilement implémenter des fonctions qui semblaient auparavant impossibles. Voici un exemple très précis: à l'Euroblech de Hanovre à la fin de l'année dernière, le fabricant de machines-outils Trumpf a présenté la cellule de pliage la plus rapide au monde. Un CPU B&R contrôle la cellule de cintrage complète, composée d'une cintreuse électrique et de deux robots. En raison de la transparence des données dans le système de contrôle, le robot peut effectuer des processus de réglage sur la butée arrière de la machine à cintrer "à la volée". Le résultat peut être arrêté avec l'horloge: dans la plupart des cas, le processus de réglage est déjà terminé en moins de 300 millisecondes. Notre solution est que la commande de la machine contrôle désormais également les robots jusqu'à des fonctions de sécurité complexes telles que la «vitesse limitée de sécurité» au centre de l'outil du robot. Auparavant, des commandes de robot autonomes et distinctes y étaient utilisées qui ne pouvaient pas effectuer ce processus de réglage.

développement scout: Quelle efficacité énergétique potentielle est encore disponible pour la technologie d'entraînement des machines-outils?

Sandhöfner: Cela dépend des technologies d'économie d'énergie déjà utilisées dans la machine-outil. De nombreux investissements dans l'efficacité énergétique sont rentables immédiatement ou rentabilisent en peu de temps. En regardant les coûts du cycle de vie d'un lecteur, il consomme beaucoup plus de coûts énergétiques au cours de sa vie qu'il n'en vaut la peine.

Nous avons tout un ensemble de mesures d'efficacité prêtes pour la machine-outil. Cela commence par des variateurs de fréquence entièrement intégrés qui font toujours fonctionner un simple moteur asynchrone au point de fonctionnement optimal. Cela permet d'économiser en moyenne 40% d'énergie par rapport au fonctionnement du moteur directement sur le réseau.

Pour l'hydraulique, nous proposons des solutions permettant d'économiser jusqu'à 70% de l'énergie d'entraînement. Les pompes à palettes connectées directement au réseau sont remplacées par de simples pompes à engrenages, qui sont entraînées par des servomoteurs ou des convertisseurs de fréquence. L'entraînement est contrôlé de telle manière que la pression et le volume ne sont rendus disponibles par l'entraînement contrôlé que lorsqu'ils sont réellement nécessaires. En fonctionnement à charge partielle, le variateur fonctionne jusqu'à 70 décibels plus facilement. En utilisant l'entraînement régulé, des économies peuvent être réalisées dans la pompe, la tuyauterie et le refroidisseur, de sorte que l'amortissement souvent est atteint le premier jour de fonctionnement.

Dans le domaine des servos, nous avons notre série «Acopos Multi» comme l'un des premiers fournisseurs à établir des tendances en matière d'efficacité énergétique. En utilisant les technologies d'économie d'énergie, la récupération d'énergie dans le réseau, le couplage de liaison CC et l'installation de `` plaques froides '' dans l'armoire de commande, jusqu'à 80% de l'énergie d'entraînement totale d'une machine peut être économisée. La correction du facteur de puissance garantit une économie de ressources de plus de 50% dans la technologie d'alimentation du variateur. Entraînement optimisé par des logiciels et des modules fonctionnels intégrés à l'entraînementgLa mesure de l'énergie et de la puissance permet une conception économe en énergie de la machine et du processus d'entraînement.

développement scout: Quelles sont les précisions exigées aujourd'hui par les fraiseuses, les tourneuses et les rectifieuses et qu'est-ce que cela signifie pour vos technologies d'entraînement?

Sandhöfner: En supposant une chaîne cinématique rigide, une haute résolution de la rétroaction et un réglage optimal des boucles de contrôle, les cascades du contrôleur PID fournissent déjà de très bons résultats de précision. Malheureusement, ces conditions sont rarement remplies partout. C'est exactement là qu'intervient B&R: dans le servomoteur intelligent Acopos, la force, la vitesse, la position et l'inertie peuvent être utilisées comme fonctionnalités standard. En pré-contrôlant l'inertie, même les entraînements mécaniques très doux peuvent être déplacés avec la dynamique la plus élevée. Au lieu de déterminer le couple d'entraînement à partir de l'erreur suivante, le couple d'entraînement requis peut être calculé dans l'Acopos à partir de l'accélération respective et du moment d'inertie de masse, en synchronisme complet avec la boucle de contrôle de position. Dans les applications concrètes, nous avons pu multiplier par deux la précision des axes principaux des fraiseuses. Les valeurs de réglage requises sont simplement déterminées automatiquement à l'aide d'une fonctionnalité complète de «réglage automatique» lorsque le variateur est à l'arrêt. Des structures de contrôle supplémentaires peuvent être mises en œuvre sur le variateur à l'aide des fonctions «Smart Process Technology» (SPT) du variateur Acopos.

La spécification du point de consigne ne doit pas être négligée pour la précision des entraînements. Nous proposons ici un système d'automatisation entièrement synchronisé dans lequel les tâches PLC et CNC sont synchronisées à la microseconde avec la communication Powerlink et la boucle de contrôle de position du variateur Acopos. Avec toutes ces possibilités, nos clients atteignent de nouvelles dimensions dans la précision de leurs machines.

développement scout: Quelle est l'influence de l'introduction de la fabrication additive dans de nouveaux domaines d'application tels que la construction mécanique et la fabrication d'outils et de moules sur la technologie d'entraînement?

Sandhöfner: Tout d'abord, l'élimination des forces de process élevées lors de l'usinage simplifie la complexité du système de commande d'entraînement. Les masses à déplacer se réduisent. Cela augmente l'importance de la dynamique d'entraînement et la précision et la vitesse de la consigne. Nos entraînements se caractérisent par leur large éventail de technologies et leur grande évolutivité.

développement scout: Quelles tendances voyez-vous dans le développement de la transmission pour machines-outils?

Sandhöfner: Il existe une différenciation supplémentaire des types de lecteurs. Aujourd'hui, chaque entraînement est vérifié pour sa valeur intrinsèque dans le processus et la technologie d'entraînement est sélectionnée en fonction des exigences. B&R facilite le choix du constructeur de machines car toutes les technologies d'entraînement sont parfaitement intégrées dans l'outil de planification de projet «Automation Studio» et peuvent être utilisées avec le même logiciel de machine.

Le moteur pas à pas avec rétroaction offre une alternative peu coûteuse au servo pour des sorties plus petites. La pneumatique et l'hydraulique sont de plus en plus remplacées par des entraînements électriques pour des raisons d'efficacité énergétique. Le servomoteur lui-même se différencie de plus en plus par le fait que différents systèmes de rétroaction, différentes inerties de masse, technologie d'entraînement direct linéaire et rotatif peuvent être utilisés en option.

La technologie de sécurité joue un rôle de plus en plus central dans la technologie d'entraînement. La «sécurité ouverte» associée à Powerlink offre la possibilité d'arrêter le variateur avec une distance d'arrêt cent fois plus courte par rapport aux commandes de sécurité conventionnelles grâce à la détection de défaut en microsecondes. Cela se traduit par des vitesses de sécurité plus élevées, ce qui peut augmenter considérablement la productivité dans le processus de configuration. La distance plus petite entre le boîtier conduit à un encombrement réduit de la machine et en même temps à une plus grande flexibilité dans le fonctionnement de la machine.

développement scout: Quelles innovations présenterez-vous à EMO et quelles fonctionnalités se cachent derrière elles?

Sandhöfner: Avec Generic Motion Control, B&R propose une solution d'automatisation qui établit des normes dans l'usinage CNC. Les mondes de la robotique, de la CNC, des mouvements d'axes couplés et du positionnement sur un axe fusionnent pour former un système homogène. La connaissance de la planification de trajectoire complexe pour les robots est également appliquée aux machines-outils et aux machines de production. La commande de robots à bras articulés est tout aussi possible que l'usinage CNC complexe en 3D.

L'intégration transparente des composants Generic Motion Control dans le système d'exploitation en temps réel offre des avantages supplémentaires pour la mise en œuvre simple des processus d'automatisation grâce à l'intégration des nœuds d'E / S ainsi que la liaison directe avec les fonctions API. Le constructeur de machines économise du temps et des coûts tout au long du cycle de vie du produit, de la conception à la planification de projet, à la mise en service, à la production en série et à l'entretien de la machine.

Les pierres angulaires de Generic Motion Control sont la synchronicité complète de l'automate, de la CNC, de la boucle de commande du variateur et de la communication. L'interpréteur GMC flexible et la fusion du contrôle PLC et CNC sur un cœur simplifient la programmation et raccourcissent le temps de développement. Les programmes CN existants transférés sur une autre plate-forme peuvent continuer à être utilisés. Ethernet Powerlink déterministe en temps réel permet des structures d'automatisation décentralisées et aide à minimiser les volumes de l'armoire de commande. Le matériel entièrement évolutif offre une large gamme d'options pour n'importe quelle configuration de machine et d'usinage et réduit les coûts en l'adaptant précisément aux exigences des besoins de la machine.

EMO salle 25 support B14

Propos recueillis par Rédacteur en chef Angela Scheufler.


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