Das Plus an Effizienz und Kraft für die Metallumformung
Intelligente Antriebsarchitektur von Baumüller für maximale Effizienz in der synchropress® 4M-Servospindelpresse von synchropress
Die maßgeschneiderten Servospindelpressen der synchropress GmbH werden in verschiedensten Bereichen eingesetzt: von der Herstellung kleinster metallischer Artikel bis zur Batterie- und Brennstoffzellenfertigung. Der ostwestfälische Hersteller erfüllt die unterschiedlichen Anforderungen mit einem modularen Aufbauprinzip. Dabei setzt synchropress die vom Kunden vorgegebene Presskraft, Abmessungen und Verfahrgeschwindigkeiten um. Eine fertig gebaute synchropress®-Servospindelpresse lässt sich vielseitig einsetzen. Die Einsatzgebiete reichen von der reinen Probierpresse für Werkzeugtests bis zur Produktionspresse im 3-Schicht-Betrieb.
Die integrierte Bauweise der Motoren sorgt bei der synchropress® 4M dafür, dass die Presse deutlich kompakter ist und weniger Aufstellfläche benötigt | Bild: synchropress
Um seinen Kunden auch weiterhin zu klaren Wettbewerbsvorteilen zu verhelfen, stand synchropress vor der Herausforderung, die Vorteile seiner Spindelpressen weiterzuentwickeln. „Die Maschinen sollten den Umformprozess präzise regeln und eine maximale Umformkraft abrufen können; gleichzeitig sollte der benötigte Energieverbrauch so gering wie möglich gehalten werden“, schildert Alfons Knust, Vertriebsbeauftragter bei Baumüller, die Anforderungen von synchropress. Aus diesem Anspruch entwickelten der Spindelpressen-Hersteller und der Antriebshersteller Baumüller gemeinsam ein intelligentes Antriebssystem. Dieses Antriebssystem wird heute in allen synchropress-Pressen zwischen 100 und 10.000 kN eingesetzt.
Kompakt und hochsynchron für Präzisionsteile
Das synchropress®-Antriebssystem umfasst vier Gewindespindeln, die je nach benötigter Pressekraft von hochdynamischen DSD2-Servomotoren oder leistungsstarken DST2-High-Torque-Motoren angetrieben werden. Die Motoren werden axial zur Lagerung der Spindeln im Pressentisch verbaut. Die integrierte Bauweise der Motoren sorgt dafür, dass die Presse deutlich kompakter ist und weniger Aufstellfläche benötigt.
Die hochsynchrone Ansteuerung der Motoren erfolgt über b maXX 5100 Netzwechselrichter und b maXX 5500 Achseinheiten, die damit die benötigte Präzision und Wiederholgenauigkeit für den Umformprozess bieten.
Systemlösung für Präzision und Kraft: Das Antriebssystem der synchropress® 4M-10000 besteht aus DST2 High-Torque-Motoren und b maXX-Servoumrichtern von Baumüller | Bild: synchropress
Wie senkt der Zwischenkreisverbund den Energieverbrauch der Spindelpresse?
Herzstück des Systems ist ein gemeinsamer Zwischenkreis. Er verbindet den Netzwechselrichter b maXX 5100 mit den b maXX 5300-Achseinheiten oder – für Anwendungen mit höherer Motorleistung – mit den leistungsstarken b maXX 5500-Geräten. Er ermöglicht das Speichern höherer Energiemengen in den Zwischenkreiskapazitäten. Damit werden prozessbedingte Peaks abgefangen und die elektrische Anschlussleistung kann ohne Energiespitzen wesentlich geringer ausgelegt werden. Dies reduziert die Anschlusswerte und die Kosten dafür.
Wie nutzt die Presse die Bremsenergie beim Umformen?
Der Zwischenkreisverbund gewinnt zusätzlich die Bremsenergie des Umformprozesses zurück. Die Stößelbewegung einer synchropress® ruft dabei nicht nur Energie ab, sondern stellt beim Abbremsen nach dem Umformhub auch Bremsenergie zur Verfügung. Der Zwischenkreis ermöglicht es, die so während jeden Hubs erzeugte Energie zu puffern, also zwischenzuspeichern, und für den nächsten Hub zur Verfügung zu stellen. Damit reduziert sich der tatsächliche Energiebedarf der Presse.
Wie erhöht der Netzwechselrichter die verfügbare Motorleistung?
Der b maXX-Netzwechselrichter speist überschüssige Energie aus dem gemeinsamen Zwischenkreis ins Versorgungsnetz zurück. Zusätzlich erhöht er die Motorleistung des Antriebssystems: Er regelt die Zwischenkreisspannung von 400 auf 760 Volt hoch und verschiebt dadurch die Motor-Kennlinie nach oben. So erweitert sich der verfügbare Drehzahlbereich.
Intelligente Antriebslösung für die synchropress® 4M: Der b maXX-Netzwechselrichter erhöht die Zwischenkreisspannung (1), erweitert dadurch den Drehzahlbereich des Motors (2) und speist überschüssige Energie ins Netz zurück (3). Voraussetzung dafür ist ein gemeinsamer Zwischenkreis
Wie wird der Antrieb der synchropress® 4M richtig dimensioniert?
Für die Auslegung der synchropress® 4M nutzt synchropress das Simulationstool ProSimulation von Baumüller. Durch den Aufbau eines Simulationsmodells kann das Maschinenverhalten bereits im Vorfeld virtuell getestet werden. Eine Überdimensionierung des Antriebs kann dadurch vermieden werden und die Netzanschlussleistung der Presse wird optimal auf die jeweilige Anwendung abgestimmt.
Das Simulationsmodell der Spindelpresse in ProSimulation ermöglicht eine effiziente Antriebsauslegung und eine minimale Netzanschlussleistung der Maschine
Baumüller x synchropress: Gemeinsam Innovationen vorantreiben
Baumüller und synchropress arbeiten bereits seit vielen Jahren vertrauensvoll miteinander. Die Prozesspartnerschaft ist ein Vorteil für beide Unternehmen. So wird das jeweilige Produkt-Knowhow offen miteinander geteilt und die optimale Systemlösung gefunden. Beste Voraussetzungen für zukunftsfähige Innovationen.
Seit vielen Jahren ist Baumüller für uns ein verlässlicher Lieferant und geschätzter Partner. Durch den kontinuierlichen Austausch und das gegenseitige Vertrauen entstehen Lösungen, die unsere Maschinen stetig weiterentwickeln und unseren Kunden einen echten Mehrwert bieten.“
Johannes Hülshorst, Geschäftsführender Gesellschafter bei synchropress GmbH
