Werkzeugmaschinen werden zu Stromsparern

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Die praktische Umsetzung aller Untersuchungsergebnisse erfolgte an der WZL-Versuchsmaschine. Dieser Demonstrator enthält viele Bestandteile, die die Wirksamkeit der umgesetzten Lösungen aufzeigen können und dient dazu, die Erkenntnisse einem möglichst breiten Anwenderkreis zugänglich zu machen. Das Ziel ist, den Energieverbrauch innerhalb der einzelnen Bauteile transparent zu machen. Dies ermöglicht die Darstellung einer Kosten-Nutzen-Relation, die die Marktakzeptanz der energiesparenden Werkzeugmaschine noch steigert.

Die Ewotek-Projektpartner sind:

BKW Kälte-Wärme-Versorgungstechnik GmbH, Wolfschlugen

Bosch Rexroth AG, Lohr am Main

Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH, Nürtingen

Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky, Esslingen

Knoll Maschinenbau GmbH, Bad Saulgau

RWTH Aachen, Werkzeugmaschinenlabor (WZL), Aachen

Siemens AG, Erlangen

Energiesparprogramm für Werkzeugmaschinen

Um den Energiebedarf spanender Werkzeugmaschinen signifikant zu senken, hat das Verbundprojekt NC Plus (Prozess- und wertschöpfungsorientiert gesteuerte Werkzeugmaschine) den Fokus auf periphere Komponenten und Prozesse gerichtet. Denn Fräsmaschinen verbrauchen im Zerspanungsprozess den größten Anteil der benötigten Gesamtenergie. Je nach Maschinentyp und Bearbeitungsprozess werden nur 20 bis 80 % des von der Maschine aufgenommenen Stroms für die Zerspanung aufgewendet. Die NC-Plus-Projektpartner haben umfassende Messungen am Gesamtsystem Werkzeugmaschine und dessen Teilsystemen durchgeführt und dann neue Techniken entwickelt, um die ermittelten Einsparpotenziale bestmöglich auszuschöpfen.

Das Ergebnis ist ein Energiesparprogramm für Werkzeugmaschinen, das zu 30 % mehr Effizienz führt. Es beinhaltet eine bedarfsgerechte Ansteuerung und zeitweise Abschaltung der Komponenten durch eine prozessbasierte Maschinensteuerung, die von einem Computer-aided-Manufacturing-System unterstützt wird. Dabei geht es um weit mehr als die Optimierung der Einzelkomponenten, sondern um eine übergreifende Abstimmung der Maschine auf den gesamten Bearbeitungsprozess und ein von der Steuerung unterstütztes Energiemanagement.

Energieoptimierte NC-Achse dienst als Aktor

Als Aktor dient eine energieoptimierte NC-Achse, die im Stillstand geklemmt und in einen Stand-by-Modus versetzt wird. Zudem kommt eine Hauptspindel mit geringerer Verlustleistung zum Einsatz. Die verbrauchsintensiven Kühlkreisläufe wurden zu einem integrierten Fluid- und Thermikkonzept zusammengefasst, das für eine prozessabhängige und bedarfsgerechte Kühlung sorgt, und die Hochdruckpumpe für die innere Kühlschmiermittelzufuhr wurde um eine Volumenstromregelung ergänzt. Eine innovative Haltebremse schaltet bei Maschinenstillstand oder auch während der Bearbeitung ruhende Antriebe ab. Eine Prototypenmaschine, die alle energiesparenden Bestandteile enthält, veranschaulicht den Energieeinspareffekt. Die Ergebnisse können auf einen Großteil der Maschinen in der spanenden Fertigung übertragen werden.

(ID:34722940)

Effizienzfabrik

Werkzeugmaschinen werden zu Stromsparern

Die Ewotek-Projektpartner sind:

Energiesparprogramm für Werkzeugmaschinen

Energieoptimierte NC-Achse dienst als Aktor