Vielnadel-Kettenstichmaschine umfassend automatisiert

Dahmen wählt Baumüller als Automatisierungspartner für Vielnadel-Kettenstichmaschine CHAINTRONIC 4

Automatisierungsanbieter sind immer öfter Entwicklungspartner für kleine und mittelständische Maschinenbauer. Weit über den reinen Komponentenverkauf hinaus zählen im Wettbewerb mittlerweile Branchen-Know-how, Software-Angebot und Applikationsleistung. Baumüller rüstet als Systempartner Maschinen mit kompletten Automatisierungssystemen aus, der Maschinenbauer selbst kann sich dabei voll auf seine Prozesse konzentrieren. Die Dahmen Textilmaschinen GmbH automatisiert daher ihre Vielnadel-Kettenstichmaschine CHAINTRONIC 4 mit einem Baumüller-System.

Zwei Größen haben im Maschinenbau oberste Priorität, die Produktivität von Maschinen und deren Zukunftsfähigkeit. Bei der Entwicklung der CHAINTRONIC 4 hatte der nordrhein-westfälische Hersteller von Textilmaschinen genau diese beiden Kriterien im Dahmen Chaintronic VielnadelstichmaschineVielnadel-Kettenstichmaschine CHAINTRONIC 4 der Dahmen Textilmaschinen GmbHBlick. Schnell sollte die neue Maschine, die u.a. zur Herstellung von Matratzenbezügen, Bettwaren, Bekleidungsartikeln, Dämmmaterialien und technischen Textilien eingesetzt wird,  sein, eine hohe Nähsicherheit und Wirtschaftlichkeit bieten und hohe Zukunftsfähigkeit gewährleisten.

Alles aus einer Hand

Für die Umsetzung des Projektes unter Erfüllung dieser Kriterien suchte der Maschinenbauer einen Partner, der die komplette Automatisierung der Maschine realisieren konnte. Durch ein neues Antriebskonzept und innovative Analysetools sollte die CHAINTRONIC 4 hohe Nähgeschwindigkeit und Nähsicherheit und damit maximale Produktivität ermöglichen.  Um die Maschine zukunftsfähig zu machen, wurde auf die Anwendung international geltender Standards und die hohe Qualität der Komponenten Wert gelegt.

In Baumüller fand Dahmen den gesuchten Partner für die Realisierung der Maschine. Das Nürnberger Unternehmen bietet von der Applikationssoftware über die Steuerungstechnik bis hin zu den Antriebskomponenten komplette Systemlösungen aus einer Hand. Mit einem breiten Portfolio an Steuerungstechnik, Leistungselektronik und Motoren sowie langer Erfahrung in der Textilbranche erfüllte das Nürnberger Unternehmen alle Anforderungen des Textilmaschinenherstellers. Dahmen konnte sich damit vollständig auf die Prozesse konzentrieren, während Baumüller die komplette Automatisierung mitsamt der Softwareprogrammierung übernahm. Als international aufgestelltes mittelständisches Unternehmen mit über achtzigjähriger Firmengeschichte, verfügt Baumüller außerdem über ein weltweites zuverlässiges Netz an Service- und Verkaufsniederlassungen, auf das die Betreiber der Dahmen-Maschinen heute und in Zukunft zählen können. 

Mit Baumüller haben wir einen Partner auf Augenhöhe gefunden, der sich um die komplette Automatisierung der Maschine gekümmert hat - wir konnten uns so voll auf unsere Kernkompetenzen konzentrieren und kamen zügig voran.

Dr. Eric Ringhut

vielnadel steppstich 03Spindel des QuerantriebsFreie Musterwahl dank CNC-Funktionalitäten

Um das erste Kriterium, eine hohe Maschinengeschwindigkeit bei wechselnden Materialien und unterschiedlichsten Steppmustern mit daraus resultierender verbesserter Produktivität zu erfüllen, wurde die CHAINTRONIC 4 nicht wie bislang meist üblich mit getaktetem Vorschub realisiert. Die Entwickler entschieden sich stattdessen für ein kontinuierliches Maschinenkonzept und konnten dabei auf die umfassenden Baumüller Softwarebibliotheken zurückgreifen. Im Engineering Framework ProMaster des Automatisierers stehen zahlreiche Softwarebausteine zur Verfügung, die bereits vorprogrammiert und validiert sind und alle Standardbewegungen zahlreicher Maschinenbaubranchen abbilden können. Damit können Entwicklungskosten und die Time-to-market erheblich reduziert werden. Für maximale Zukunftssicherheit kommen dabei Programmiersprachen der IEC 61131 zum Einsatz. Grundlage für die freie Programmierbarkeit der Steppmuster in der CHAINTRONIC 4 ist CNC-Technologie, die bei Baumüller ebenfalls in Form von vorprogrammierten Bausteinen zur Verfügung steht. In der Bibliothek Coordinated Motion hat Baumüller SPS- mit CNC-Funktionalitäten vereint und ermöglicht so zeit- und ruckoptimierte, frei programmierbare Bewegungen, ohne zusätzliche Hardware. Die Funktionen sind vollständig in die Standard-SPS integriert, damit ist keine separate CNC-Steuerung notwendig und Kosten können eingespart werden. Die Programmierung basiert hier auf der aus der CNC-Welt bekannten DIN 66025. Für die CHAINTRONIC 4 bedeutet das, dass in einem Radius von 360 Grad frei Muster gesteppt werden können, die der Betreiber im speziell von Baumüller programmierten Muster-Editor erstellen oder in bekannten Designformaten importieren kann. Die entsprechenden Dateien können dabei beliebig groß sein, wodurch auch komplexe Steppmuster problemlos realisiert werden können. Die Visualisierung auf dem abgesetzten Panel realisierte Baumüller über die webbasierte Visualisierungssoftware ProViz. Markus Jaksch, Applikationsleiter bei Baumüller, erläutert: „ProViz generiert http-Seiten und ist damit unabhängig von bestimmten Softwareversionen. Das macht die Software zukunftssicher.“

Analyse und Report für verbesserte Produktivitätvielnadel steppstich 04b maXX 5000 mit optionalen Safety Modulen

Für optimale Maschinenverfügbarkeit und damit zuverlässigen Service legte Dahmen zudem besonderen Wert auf die Möglichkeit zu einfacher Fernwartung, damit etwa Diagnosen auch durch den Maschinenbauer selbst erfolgen und Wartungsarbeiten optional mit Condition Monitoring frühzeitig geplant werden können. Eigens programmiert wurden außerdem ein beliebig erweiterbarer Schichtkalender sowie ein Analyse- und Reporttool. „Mit diesem Tool erhalten wir detaillierte Angaben zu produktiven und unproduktiven Zeiten und Gründe für Produktionsstopps. Das hilft enorm die Produktivität der Maschine zu steigern“, so Dr. Ringhut, Geschäftsführer der Dahmen Textilmaschinen GmbH.

Für sonstige Motion-Control-Funktionalitäten griffen die Baumüller-Ingenieure auf Bausteine nach den internationalen Standards der PLCopen zurück. Diese offenen Standards sollen eine Harmonisierung im Bereich der Steuerungsprogrammierung erreichen, die sowohl Kosten reduziert als auch Zukunftsfähigkeit ermöglicht. Auch in PLCopen erfolgt die Programmierung, wie auch bei allen anderen von Baumüller speziell für die Maschine realisierten Programmen, in den Standardprogrammiersprachen nach IEC 61131. Die gesamte Softwarebibliothek des Herstellers hält sich an diese Standards. 

Auf der Hardwareseite erfolgt die Ansteuerung in der CHAINTRONIC 4 über eine b maXX-Panel-PCC03 Steuerung. Diese leistungsstarke Steuerung mit 15“ Touchdisplay ermöglicht die risikofreie Realisierung komplexer Aufgaben, ist Echtzeit-optimiert und verfügt über Multitasking-Fähigkeit, schnelle synchrone Feldbuszykluszeiten sowie minimalste zeitliche Toleranzen. Der Betreiber kann die Steppmuster direkt über das Panel oder an einem externen PC generieren. Zudem ist sowohl die SPS als auch die Leistungselektronik sicherheitsgerichtet und erfüllt die Normen der Maschinenrichtlinie bis SIL3 und PLe. In den anreihbaren Umrichtern b maXX 5000 können mit verschiedenen optionalen Safety Modulen die im jeweiligen Falle benötigten Sicherheitsfunktionen integriert werden. Dadurch ist auch eine problemlose Erweiterung um Sicherheitsfunktionen wie sichere Geschwindigkeit, sicheres Absolutmoment, etc. möglich. Angetrieben wird die CHAINTRONIC 4 von fünf Baumüller-Antrieben. Dabei wurden die sehr kompakten Servomotoren der Baureihe DSC gewählt, die besonders drehmomentstark sind und zudem mit guten Rundlaufeigenschaften und hoher Überlastfähigkeit punkten. Dank der Servomotoren kann in der Maschine jede Position elektrisch angefahren werden und Handradbewegungen entfallen bei der Greifereinstellung völlig.

Schnell, nutzerfreundlich, sicher

Mit dem kontinuierlichen Vorschub schafft die CHAINTRONIC 4 bis zu 1400 Stiche pro Minute. Um Fehlstiche durch den kontinuierlichen Vorschub zu vermeiden, verfügt die Maschine zudem über eine automatische Greifernachführung, was hohe Nahtqualität und Nähsicherheit gewährleistet. Dank dieser Technik sinkt der Nadelverschleiß und es kann auch mit sehr dünnen Nadeln bis zu einer 110er Stärke gesteppt werden. Entscheidend für die Nähsicherheit ist zudem das Andrücken des Materials durch die Presserplatte, die bei der neuen Dahmen-Maschine im laufenden Betrieb verstellt und so an die verschiedenen Materialeigenschaften angepasst werden kann. In Sachen Mustervielfalt lässt die CHAINTRONIC 4 mit den CNC-Softwarebausteinen von Baumüller keine Wünsche offen und so können auf einer Breite bis zu 330 cm problemlos komplizierte Steppmuster realisiert werden. Bei der Menüführung, die über Windows realisiert wurde und in mehreren Sprachen verfügbar ist, stand die Nutzerfreundlichkeit im Fokus. Außerdem verfügt die Maschine über Fadenwächter, drei Nadellineale und Ferndiagnose sowie Online-Service.


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