Steuerungstechnik Steuerungsplattform löst auch nicht standardisierte Aufgaben

Besonders bei der Entwicklung von Maschinen, die technologiespezifische Aufgaben erfüllen müssen und für die es noch keine standardisierte Lösung gibt, zeigt eine Steuerungsplattform ihre Stärken. Ein Beispiel ist eine Drahtlegemaschine, die mittels Ultraschall dünnste Drähte in Chipkarten oder Glasscheiben präzise legt.

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Renishaw GmbH

isel Germany GmbH

CMS Automatisme

Eckelmann Aktiengesellschaft

Gerade mal so dick wie ein menschliches Haar sind die Drähte, aus denen die Antennen hergestellt werden, die beispielsweise in Verbundglasscheiben für Autos oder in Chipkarten und Passbüchern mit RFID-Chip zum Einsatz kommen. In filigranen Strukturen werden die Drähte aus Kupfer oder Wolfram in Drahtlegemaschinen mithilfe eines Ultraschall-Drahtlegekopfes verlegt; der Durchmesser der Drähte beträgt etwa 60 bis 100 µm.

Steuerung für neue Drahtlegemaschine gesucht

Das Ultraschall-Drahtlegen von Leiterbahnen, Spulen und Antennen war bislang auf kleinformatige Produkte wie Chipkarten und Inlays für Passbücher beschränkt. Das Unternehmen Ruhlamat als einer der technologisch führenden Maschinenbauer für die Chipkartenprozess- und Montagetechnik hat jetzt ein innovatives Multifunktionsportal entwickelt, mit dem sich auch großflächigere, komplexe Drahtstrukturen präzise und schnell legen lassen. Die Technik eignet sich für unterschiedliche Medien wie Kunststofffolien und -scheiben, Textilien oder Papier.

Die Entwicklung einer solchen Applikation erfordert auf der Seite des Maschinenbauers die Bündelung sehr unterschiedlicher Kompetenzen neben der profunden Kenntnis des Verfahrens selbst. Ruhlamat hat in den beiden Unternehmen Jenaer Antriebstechnik GmbH (JAT) und der Eckelmann AG, Wiesbaden, die passenden Innovationspartner für die Antriebstechnik und Automation der neuen Maschine gefunden. JAT lieferte das komplette Positioniersystem (XYZ-Gantry-Achssystem) und die Antriebstechnik.

Steuerung mit CNC-integrierter Höhenregelung

Die Querachse aus CFK, einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff, ist eine wichtige Voraussetzung für die hochdynamische und präzise Bewegung der Achsen. Trägheits- und Beschleunigungskräfte sind wesentlich geringer als bei herkömmlichen Stahl- oder Aluminiumkonstruktionen, sodass die Antriebe entsprechend klein dimensioniert werden können. Es wird eine Wiederholgenauigkeit von ±10 µm erreicht.

Für die Maschinensteuerung und das HMI-Design sind Komponenten und Software der Eckelmann AG im Einsatz. Weil das Drahtlegen höchste Präzision und Dynamik erfordert, war die Expertise in der Automatisierung von CNC- und SPS-Anwendungen für die unterschiedlichsten Schneidverfahren und die volle Unterstützung einer CNC-integrierten Höhenregelung ausschlaggebend. Zudem war die Möglichkeit, die SPS in der Entwicklungsumgebung Codesys zu programmieren, ein wichtiges Argument für die Gestaltungsfreiheit und Unabhängigkeit.

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