Werkzeugmaschinen energieeffizient steuern

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Die intelligente Regelung erfolgt über thermische Modelle, mit deren Hilfe auch die Auswirkungen konstruktiver Änderungen und unterschiedlicher Ansteuerstrategien bewertet werden können. Die Ansteuerung ermöglicht beispielsweise eine Abschaltung des Kühlsystems bei Stillständen der Hauptspindel, sodass unnötiger Energieverbrauch vermieden wird.

Energieeffizient optimierte Frässpindel verbessert Energiebilanz

Ferner trägt auch die neu entwickelte Frässpindel zu einer verbesserten Energiebilanz des Kühlkreislaufs bei. Sie hat durch eine Reihe von Maßnahmen einen deutlich höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Spindeln und benötigt deshalb auch eine geringere Kühlleistung.

Eine innovative Haltebremse erlaubt bei Stillständen vertikaler Achsen bei Maschinenstillstand oder auch während der Bearbeitung das Abschalten der entsprechenden Antriebe und sorgt damit für einen geringeren Stromverbrauch.

Je nach Werkstück die passende Kühlschmiermittel-Versorgung

Ein weiterer wichtiger Energieverbraucher ist die Kühlschmierstoff-Pumpe. Hier hat sich gezeigt, dass sich mit einer Drehzahlregelung bei hohem Druck Energie einsparen lässt. Abgesehen von der Drehzahlregelung kommt für die Kühlschmiermittel-Versorgung eine Volumenstromregelung zum Einsatz, sodass für jedes Werkzeug wahlweise der Druck oder der Volumenstrom vorgegeben werden kann. Für die Späneabfuhr und die Kühlung ist der Volumenstrom die technologisch wichtige Größe.

Für die Energieeffizienz spielt die Steuerung der Werkzeugmaschine eine zentrale Rolle. Ein intelligentes Konzept ermöglicht es, Leistungsspitzen zu vermeiden und ein Energiemanagement zu implementieren. Dafür ist eine ausgeklügelte und aufeinander abgestimmte Ansteuerung der Komponenten erforderlich. Aufgabe der Steuerung ist es auch,Teilsysteme der Maschine wie Kühlaggregat oder Kühlschmiermittel-Anlage gezielt in einen Stand-by-Modus zu versetzen, wenn der Prozess es erlaubt. In NC-Plus wird ein Verfahren entwickelt, um das dazu notwendige Prozesswissen in der Steuerung verfügbar zu machen.

Komplexe Technik erfordert ganzheitliche Betrachtung

So komplex die Werkzeugmaschine ist, so vielschichtig sind auch die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung. Welche Maßnahme welchen Nutzen unter welchen Bedingungen bringt, ist von vielen Faktoren abhängig. Je genauer und konkreter der Einsatzfall bekannt ist, desto besser und effizienter kann die Werkzeugmaschine daran angepasst werden.

Aber auch bei Universalmaschinen gibt es großes Potenzial, den Energieverbrauch dadurch zu senken, dass sich die Maschine auf den jeweiligen Prozess optimal einstellt.

Mehr über Energieeffizienz in der Industrie

* Dr. Thomas Garber ist Verbundprojektkoordinator NC-Plus von der Deckel Maho Pfronten GmbH in 87459 Pfronten, Dr. Claudia Weise ist Verantwortliche für die Kommunikation Effizienzfabrik des Forschungskuratoriums Maschinenbau e.V. im VDMA, in 60528 Frankfurt am Main

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