Antriebslösungen für Spritzgießmaschinen
Baumüller bietet ein umfassendes Portfolio für servo-hydraulische, hybride und vollelektrische Spritzgießmaschinen. Mit optional rückspeisefähigen Systemen, intelligenten Software- und Simulationslösungen sowie effizienter Synchronmotortechnologie. Die Produkte der Antriebstechnik leisten einen wichtigen Beitrag, um energieeffizient und präzise auch sehr komplexe Spritzgussteile zu fertigen.
Topologie
Schließantrieb
Entscheidend beim Schließantrieb sind ein schneller Schließkraftaufbau und eine dynamische Bewegung der Kniehebelkinematik. Mehr erfahren
Auswerferantrieb
Die Anforderungen schnelllaufender Spritzgießmaschinen und die Charakteristik dynamischer Synchronmotoren wurden beim Auswerferantrieb berücksichtigt und perfektioniert.
Visualisierung
Die leistungsstarken b maXX HMIs bieten ein umfangreiches, integriertes Softwarepaket und weitere Features. Mehr erfahren
Plastifizierantrieb
Beim energieintensiven Plastifiziervorgang lässt sich durch effiziente Antriebstechnik der Energieverbrauch signifikant senken. Mehr erfahren
Einspritzantrieb
Der Einspritzvorgang ist von entscheidender Bedeutung, um exakte und präzise Spritzgussteile zu erzeugen. Mehr erfahren
Servoantriebe
Für die Spritzgussindustrie bietet Baumüller verschiedenste Systemlösungen an. Mehr erfahren
Servohydraulik
Die Servopumpenlösung reduziert den Energiebedarf in hydraulischen und hybriden Maschinen. Mehr erfahren
Anwendungsbeispiel vollelektrische Spritzgießmaschine:
„Die vollelektrische Spritzgussmaschine bietet eine clevere Kombination aus Energieeinsparung und erhöhter Präzision. Die hochdynamische Druck- und Volumenstromregelung in einer Zykluszeit von 125 μs schafft höchste Präzision und Wiederholgenauigkeit, die wir für den optimalen Betrieb unserer Kompakt-Spritzgießautomaten benötigen. Die Auslegung ist flexibel möglich. Die Motoren können sowohl mechanisch als auch elektrotechnisch optimal an die Bedingungen in unseren Spritzgießmaschinen adaptiert werden.“
Dipl.-Ing. Martin Kaiser, Technischer Leiter Dr. Boy GmbH & Co. KG
Nutzen der elektrischen Antriebe und intelligenter Reglerfunktionen
Lösungen für hybride und vollelektrische Maschinen
Für die Spritzgussindustrie bietet Baumüller verschiedenste Systemlösungen an. Wann welches System sinnvoll ist, entscheidet in erster Linie das Produkt, das auf der Maschine produziert wird und damit die Maschinenkonfiguration. Die Anzahl der zu elektrifizierenden Achsen spielt dabei eine wichtige Rolle.
Clever zwischengespeichert
Der kompakte Antriebsverbund mit mehreren Antrieben lässt sich infolge seiner Skalierbarkeit optimal auf den Leistungsbedarf der Spritzgießmaschine abstimmen. Der Abruf kurzfristiger Spitzenleistungen bei einzelnen Antrieben muss zudem nicht mehr zwingend aus dem Netz erfolgen. Stattdessen kann die Energie innerhalb des Zwischenkreisverbundes verteilt werden.
Ihr Nutzen
- Bessere Energieeffizienz
- Kleiner dimensionierte Einspeiseeinheiten
- Minimierte thermische Verlustleistung
- Verzicht / Downsizing von Bremswiderständen
- Platzsparend und kostensenkend
Antriebstopologie mit Einspeiseeinheit für vollelektrische Maschinen
Optional kann zur Zwischenspeicherung überschüssiger Energie ein Kapazitätsmodul in den Zwischenkreis eingebunden werden. Damit kann bei Netzausfall oder beim Bremsvorgang der Antriebsachsen, Energie gespeichert und bei Bedarf wieder bereitgestellt werden. Zum anderen ist es nach einem Netzausfall oder einer Störung möglich, in Abhängigkeit der vorhandenen Restenergie, die Antriebsachsen in eine definierte Position zu bewegen. Damit können Beschädigungen vermieden und ein Wiederanlaufen der Maschine beschleunigt werden.
Antriebstopologie mit Rückspeiseeinheit für vollelektrische Maschinen
Der Einsatz einer Rückspeiseeinheit ermöglicht neben der Energieversorgung der Leistungsmodule auch eine sinusförmige Rückspeisung überschüssiger Bremsenergie ins Netz. Dieses rückspeisefähige System trägt damit zusätzlich dazu bei den Energieverbrauch zu senken.
Bei servo-hydraulischen Maschinen mit einer elektrischen Achse wird eine leistungsstarke Monoeinheit in Kombination mit einem kompakten und dynamischen Servomotor eingesetzt.
Die Anreihtechnik kombiniert mit Monoeinheit in einem Zwischenkreisverbund ist beispielsweise bei der Elektrifizierung von wenigen Achsen in Kombination mit einer leistungsstarken Antriebsachse sinnvoll. Ausgangsbasis ist häufig ein bereits realisierter servo-hydraulischer Antrieb, welcher durch weitere elektrische Achsen ergänzt wird. Dabei wird die große, leistungsstarke Monoeinheit über eine intelligente Verbindungstechnik direkt mit der Anreihtechnik verknüpft. Dies spart Platz im Schaltschrank und lässt sich leicht umsetzen, da beide Gerätetypen die gleiche Firmware nutzen. Der Elektrifizierungsgrad von servo-hydraulischen Maschinen lässt sich damit wirtschaftlich infolge des geringen Engineering-Aufwands und des Wegfalls einer separaten Einspeisung erhöhen.
Alle Antriebslösungen sind kompakt, skalierbar und ermöglichen eine hohe Leistungsdichte. Durch die identische Reglerfirmware sinken zudem Aufwendungen für Projektierung, Wartung und Service.
Beispiel für den Aufbau eines servohydraulischen Systems in einer Spritzgießmaschine
Das servohydraulische Antriebssystem
Das servohydraulische System besteht aus einem Servoantrieb, der einen Synchronservomotor ansteuert. Dieser Motor steuert eine Konstantpumpe an. Die Druck- und Volumenstrom-Sollwerte (P-Soll und Q-Soll) werden von der Steuerung an den Servoantrieb geschickt. Auf dem Servoantrieb wird durch Anpassen der Drehzahl die Druck- und Volumenstromregelung realisiert. Das Auslesen der Ist-Positionen findet, wie im herkömmlichen hydraulischen System mit Normmotor, über die Maschinensteuerung statt. Für die Auslegung des Antriebssystems stellt der Maschinenbauer die benötigten Werte für den Volumenstrom und Druck dem Systemanbieter zur Verfügung. Baumüller übernimmt die Auslegung des gesamten Antriebssystems inklusive Pumpe, Motor und Servoantrieb.
Elektrische Plastifiziereinheit – ein weiterer Meilenstein für Energieeffizienz und CO2-Reduktion
Baumüller liefert energiesparende Direktantriebe für die Spritzgießmaschine ZENITH 580 von Hürmak Machinery und treibt so die Elektrifizierung voran
- Nachhaltigkeit und Kohlendioxidemissionen
- Elektrische Plastifiziereinheit
- Parallele Funktionen und kürzere Zykluszeiten
Präzise Kunststoffteile in Rekordzeit
Baumüller liefert ein höchst dynamisches und kompaktes Antriebssystem für die BOY Electric Spritzgießmaschinen von Dr. Boy GmbH & Co. KG
- Minimaler Einbauraum für präzise Spritzgussteile
- Patentierte Staudruckmessung ohne zusätzliche Bauteile
- Servomotoren für erhöhte Dynamik
Servopumpenlösung für höhere Effizienz
Die Firma Hürmak, türkischer Markführer bei Kunststoffspritzgussmaschinen, konnte dank der Servopumpenlösung seines Automatisierungspartners Baumüller eine höhere Energieeffizienz, Reproduzierbarkeit und Produktstabilität bei seinen Maschinen erzielen.
- Servopumpenlösung optimiert hydraulische Maschine
- Servopumpenlösung für höhere Effizienz
Referenzen:
Integrierte Schutzfunktionen für die Kunststoffindustrie
Fehlerreaktion auf Geberbruch
Anwendungsbeispiel: Schließvorgang Spritzgussmaschine
Das Problem: Fällt der Geber während des Schließvorgangs der Spritzgussform aus, kann es zu großen Schäden am Schließwerkzeug der Spritzgussmaschine kommen, da es ohne abzubremsen mit enorm viel Kraft zuknallen und brechen würde. Dies führt zu einem längerfristigen Produktionsausfall, da erst eine neue Form hergestellt werden muss und verursacht zudem hohe Reparaturkosten.
Die Lösung: Die Funktion „Fehlerreaktion auf Geberbruch“ wurde entwickelt, um genau dieses Problem zu lösen. Die Reglerfirmware in den b maXX-Umrichtern prüft alle Mikrosekunden den Status des Gebers und schaltet im Falle eines Geberfehlers automatisch in die Open-loop-Regelung um. Anschließend wird sofort, je nach Parametrierung des Reglers, das System abgebremst und zum Stillstand gebracht. Gleichzeitig kann über den Feldbus eine Information an die Steuerung gesendet werden, sodass die ganze Maschine geregelt und synchron heruntergefahren werden kann. So wird der Schließvorgang ohne Schäden beendet und die Maschine kommt zum Stehen.
Der Nutzen: Kein Schaden an der Mechanik bzw. am Werkzeug durch unkontrolliertes Austrudeln
Gantryfunktion mit synchroner Fehlerreaktion
Anwendungsbeispiel: Bewegung der Schließe einer Spritzgussmaschine
Das Problem: Die Bewegung der Schließe einer Spritzgussmaschine kann z.B. über zwei Gantryachsen geregelt werden. Fällt eine Achse aus und die andere fährt weiter verkantet sich die Schließe. Dies kann mechanische Schäden zur Folge haben. Hohe Reparaturkosten und Produktionsausfälle sind die Folge.
Die Lösung: Die „Gantryfunktion mit synchroner Fehlerreaktion“ vermeidet das Verkanten der Schließe, indem beide Achsen bei Fehlern immer synchron, also zeitlich und bewegungsgleich, reagieren. Dies passiert automatisch nach Erkennen eines Fehlers und ohne zeitliche Verzögerung. Sobald der Fehler beseitigt wurde, können die Achsen wieder im Gantry-Betrieb weiter verfahren werden. So können Schäden an der Mechanik erst gar nicht entstehen.
Der Nutzen: Schutz vor Schaden an der Mechanik durch gleiches Reaktionsverhalten
PWM-Frequenzumschaltung
Anwendungsbeispiel: Nachdruckphase Spritzgussmaschine
Das Problem: In beispielsweise der Nachdruckphase ist die Drehzahl enorm klein. IGBTs werden stark beansprucht. Ohne entsprechende Maßnahmen sind die Verluste enorm und auch die Lebensdauer der Leistungshalbleiter gering.
Die Lösung: Durch die Reglerfunktion „PWM-Frequenzumschaltung“ werden die Taktverluste reduziert und es können längere Zeit Ströme gefahren werden. Sie kommt beim Druck- bzw. Drehmomenthaltevorgang bei kleinen Drehzahlen zum Einsatz und verlängert die Lebensdauer der IGBT-Einheiten. Weiterer Vorteil sind die verringerten IGBT-Verluste und die verlängerte Drehmoment- bzw. Druckhaltedauer. Durch das Herunterschalten der Standard-Pulsweitenmodulation von 4 auf 2 kHz kann das Moment länger gehalten werden, ohne die Endstufe zu beschädigen.
Der Nutzen: Lebensdauerfreundlich, bei geringen Drehzahlen können höhere Ströme gefahren werden, um z.B. in der Nachdruckphase den Druck zu halten.
Schreiben Sie uns eine Nachricht, unsere Experten aus dem Vertrieb beraten Sie gerne.
