Antriebstechnik in Holzbearbeitungsmaschinen

Maschine läuft auf Knopfdruck

Maschinen mit hohem Automatisierungsgrad und möglichst großem Kundennutzen liegen in der Holzbearbeitung im Trend. "Ein Programmwechsel der Maschine sollte im Prinzip auf Knopfdruck möglich sein", betont Denis Lorber, Leiter Forschung und Entwicklung von Holz-Her in Nürtingen. "Der Kunde will in der Regel die fertig eingestellte vorpositionierte Maschine." Früher ein Alleinstellungsmerkmal großer Industriemaschinen, gilt dieser Anspruch heute für alle Baureihen - bis hin zu Einstiegsmaschinen. Möglich macht das unter anderem dezentrale Antriebstechnik.
 Schrittmotoren sind für Kantenanleimmaschinen geradezu prädestiniert. "Denn sie haben viele unterschiedliche 
Aggregate mit bis zu sechs oder acht Achsen", erklärt Denis Lorber, Leiter Forschung und Entwicklung bei Holz-Her.
Schrittmotoren sind für Kantenanleimmaschinen geradezu prädestiniert. "Denn sie haben viele unterschiedliche Aggregate mit bis zu sechs oder acht Achsen", erklärt Denis Lorber, Leiter Forschung und Entwicklung bei Holz-Her. Bild: TeDo Verlag GmbH

Aktuell werden automatisierte Aggregate auch für einfache Kantenanleimmaschinen bis hin zum Einstiegsbereich angeboten. „Vor ein paar Jahren wäre das noch ein Tabu gewesen, da die Kunden das nicht erwartet haben“, erklärt Lorber. Dass immer mehr Automatisierung auch für Einsteigermaschinen selbstverständlich wird, dafür sei auch der Facharbeitermangel mit verantwortlich. „Während früher Fachkräfte vor Ort wussten, wie Maschinen einstellt werden, sind unsere Kunden heute auf Maschinenbediener angewiesen, die vielleicht noch wissen, wo sie ein Knöpfchen drücken können.“ Das erhöht das Tempo der Automatisierung, die bis in den Einstiegsbereich reicht. Dieses Phänomen sei nicht nur in Deutschland, sondern weltweit zu beobachten.

 Eine Antriebslösung, die sich in nahezu allen Holz-Her-Maschinen findet, sind die Schrittmotoren des Antriebstechnik-Herstellers STXI. Warum diese Lösung 
besonders effektiv ist, erklärt Vice-President Dr. Markus Erlich (l.).
Eine Antriebslösung, die sich in nahezu allen Holz-Her-Maschinen findet, sind die Schrittmotoren des Antriebstechnik-Herstellers STXI. Warum diese Lösung besonders effektiv ist, erklärt Vice-President Dr. Markus Erlich (l.).Bild: TeDo Verlag GmbH

Anspruchsvolle Antriebstechnik

Damit die Automatisierung die in sie gesetzten hohen Erwartungen erfüllen kann, sind Steuerungs- und Antriebssysteme gefragt, die einheitliche Schnittstellen nutzen. Die Systeme müssen ohne Probleme miteinander vernetzt werden können. Holz-Her setzt daher auf CAN und Ethercat. Die Vernetzung reicht bis in jeden einzelnen Antrieb in der Holzbearbeitungsmaschine. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Antriebstechnik. Das Spektrum der Antriebstechnik ist weitreichend. „Es beginnt von Highend her mit den AC-Servoantrieben, die wir in vielen unserer Produkte einsetzen, geht über Drehstrom-Asynchronantriebe bis hin zu kleinen Stellantrieben, die wir in hohen Stückzahlen benötigen, um unsere Maschinenaggregate sehr schnell ohne Unterstützung des Maschinenbedieners bis zu einem Hundertstel Millimeter wiederholgenau zu positionieren.“

 Die Antriebstechnik ist mitverantwortlich dafür, 
dass Holz-Her Automatisierungslösungen für das 
gesamte Maschinenspektrum anbieten kann.
Die Antriebstechnik ist mitverantwortlich dafür, dass Holz-Her Automatisierungslösungen für das gesamte Maschinenspektrum anbieten kann.Bild: TeDo Verlag GmbH

Integrierte Schrittmotoren

Eine Antriebslösung, die sich im Prinzip in nahezu allen Holz-Her-Maschinen findet, sind die Schrittmotoren mit integrierter Elektronik des Antriebstechnik-Herstellers STXI. Warum diese Lösung besonders effektiv ist, erklärt Dr. Markus Erlich, bei STXI Vice President Marketing und Portfolio Management: „Der integrierte Umrichter betreibt den Schrittmotor mit Positionsgeber wie einen Servomotor. Das heißt, der Schrittmotor wird kommutiert als wäre er ein hochpoliger Servomotor.“ Das bringt Vorteile gegenüber klassischen Schrittmotoren. „Der Antrieb hat keine Schrittverluste und eine hohe Energieeffizienz, da nur die Ströme fließen, die für das geforderte Drehmoment benötigt werden – und nicht immer volle Ströme wie beim klassischen Schrittmotor“, ergänzt Lorber. „Wir fahren auch Lageregelung. Der Motor hält also seine Position und verhält sich im Prinzip wie ein Servomotor.“ Aktuell sind diese Antriebe stark in Kantenanleimmaschinen und CNC-Bearbeitungszentren vertreten.

Für Kantenanleimmaschinen sind diese Antriebe geradezu prädestiniert. „Denn diese Anlagen haben sehr viele unterschiedliche Aggregate mit teilweise bis zu sechs oder acht Achsen je Aggregat. Für die Kunden ist es wichtig, schnell auf unterschiedliche Kanten und Bearbeitungen umzurüsten, ohne die Hauben öffnen zu müssen. Der manuelle Eingriff in die Maschine ist unerwünscht. Was zählt, ist keine Zeit zu verlieren, wenn von einem aufs nächste Werkstück umgerüstet wird“, so Lorber. „Wir sind heute so schnell, dass wir bei mehreren Teilen in der Maschine sogar in der Lücke umrüsten können.“

 Ein Programmwechsel der Maschine sollte im Prinzip per Knopfdruck möglich sein. "Der Kunde möchte in der Regel die fertig 
eingestellte vorpositionierte Maschine", sagt Denis Lorber.
Ein Programmwechsel der Maschine sollte im Prinzip per Knopfdruck möglich sein. "Der Kunde möchte in der Regel die fertig eingestellte vorpositionierte Maschine", sagt Denis Lorber. Bild: TeDo Verlag GmbH

Integration der Antriebe

Damit das immer reibungslos läuft, hat Holz-Her beim Engineering der Maschinen STXI sehr früh mit einbezogen. Dazu Lorber: „Es gibt auch eine Holz-Her spezifische Firmware, die wir eingefroren haben. So wird bei Software-Revisionen plötzliche Inkompatibilität mit unserer Steuerungswelt vermieden.“ Die Integration ist bis ins Detail geregelt. „Sie reicht hin bis zu diversen Funktionen, z.B. dem Verhalten beim Referenzieren, Verhalten und Farben der LEDs. Alle Befehle zur Positionierung sind dabei erfasst. Die Software-Entwickler beider Häuser haben hier ganze Arbeit geleistet. Sie haben auf jede Änderung am Markt schnell reagiert. Das war eine mustergültige Zusammenarbeit“, lobt der Holz-Her-Entwicklungsleiter.

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