Stark, aber genügsam

Rüdiger Schliekmann, Ima Klessmann, Lübbecke

Energieeffiziente Antriebe und elektronische Energiesteuerungssysteme wie die Eco-Start-Stopp-Funktionen gehören heute bei Automobilen bereits zum Standard. Sie senken nicht nur den Kraftstoffverbrauch sondern auch die Emissionen. Mit seiner Blue-Competence-Initiative treibt der VDMA solche Systeme auch bei Maschinen voran. Auch wir bei Ima Klessmann verfolgen diesen Ansatz und setzen bei Neuentwicklungen ganz auf Ressourcenschonung und Energieeffizienz. Je nach Maschine bieten sich unterschiedliche Einsparpotenziale an. So statten wir beispielsweise Einsteigermaschinen mit der »Energy Box« aus. Dieses nachrüstbare Gerät schaltet die Maschinen in unproduktiven Zeiten in den Ruhezustand. Der Betreiber gibt lediglich die Abschaltzeitspanne vor, muss sich um weiter nichts kümmern und spart bis zu 60 Prozent der Stand-by-Energie ein.

Was für Einzelmaschinen die Energy Box, ist für verkettete Industrieanlagen, insbesondere bei kommissionsweiser Fertigung und auch bei Hochleistungsanlagen, die bedarfsgerechte Ansteuerung der Bearbeitungsmotoren von Losgröße-1-Anlagen. Frequenzgeregelte Anlagenkomponenten wie z. B. das Kappaggregat, das bearbeitungsabhängig nicht zwangsläufig bei jedem Werkstück zum Einsatz kommt, muss nicht mehr die ganze Zeit mit höchster Leistung mitlaufen. Es befindet sich stattdessen im energiesparenden Bereitschaftsmodus und wird nur bedarfsweise angesteuert. Damit sinkt der Energieverbrauch um 15 bis 20 Prozent. Auch bei den Antrieben setzen wir auf Ressourcenschonung und bieten hocheffektive Servomotoren und Linearantriebe an. Sie benötigen nur unter Last die volle Energie.

Verbrauchsmaterialien sparen. Weiteres Sparpotenzial ergibt sich bei den Verbrauchsmaterialien, an erster Stelle bei der Druckluft, aber auch bei der enorm energieaufwendigen Absaugung. Hier entwickelte Ima neben einer bedarfsgerechten Steuerung der Absaugklappen auch eine Rückführung der Absaugluft. Damit lassen sich die Absaugleistungen um bis zu 30 Prozent und die Heizkosten um 8,2 kWh pro Anlagenbetriebsstunde senken.

Hinzu kommen die Optimierung der Kleberauftragsmenge und die Minimierung der Reste beim Kappen des Kantenmaterials durch eine Verringerung der Kantenüberstände und neue Kappverfahren. Die Maßnahmen für die energie- und ressourcenschonende Fertigung gehen immer einher mit der optimalen Leistungsfähigkeit der Maschine und der Prozesssicherheit. Eine reproduzierbare Qualität ist somit jederzeit gewährleistet.

Energetische Optimierung. Ein Beispiel für die Integration verschiedenster Energiesparmaßnahmen in einer Maschine ist unser Aufteilzentrum Performance.Cut (siehe »Die Nachteile weggebürstet«, dds 7/2013, Seite 38 bis 40). Bei der Entwicklung dieser Anlage für den effizienten Zuschnitt von Rohplatten für Losgröße-1-Produktionen stand die energetische Ressourcenoptimierung von Anfang an als Entwicklungsziel fest. Insbesondere so kostenintensive Produktionsmittel wie Druckluft oder die Absaugung, aber auch die Minimierung des Materialverlusts beim Zuschnitt und sparsame Antriebslösungen standen dabei im Fokus der Entwickler. Sie überarbeiteten den kompletten Ablauf bei der Zuschnitt-Bearbeitung und konnten so auf bestimmte Energiequellen ganz verzichten. Daher kommt die Maschine heute ohne die sonst üblichen großen Vakuumsysteme aus. Auch Opferplatten werden bei diesem Nesting-System nicht benötigt. Wurden bislang die zu fräsenden Platten auf dem Vakuumtisch angesaugt und unter den Fräser gefahren, werden sie heute auf dem Performance.Cut mit Spannzangen gegriffen und mithilfe einer speziellen Einschubtechnik über Bürstentische in den Fräser geführt.

Doch nicht nur die Energie verschlingende Vakuumtechnik wurde ersetzt. Auch der Druckluftverbrauch sank dank verfahrenstechnischer Modifikationen auf 30 bis 40 Prozent. So findet das teure Medium Druckluft lediglich noch zum Öffnen und Schließen der Spannzangen Verwendung. Überdies optimierten wir die Absaugung und konnten auf diese Weise das benötigte Absaugvolumen sowie die damit verbundenen Energiekosten beträchtlich verringern. Weil der Grundaufbau des Performance.Cut deutlich einfacher gehalten ist als bei herkömmlichen Systemen, schont die Maschine auch an dieser Stelle die Ressourcen. Dank der kompakten modularen Bauweise der Maschine benötigt die Fertigung deutlich weniger Zeit und auch die Montage beim Kunden erfolgt zügiger. Die neue Anlage ist eine leistungsstarke und effektive Maschine für die kommissionsgebundene Fertigung im mittleren Leistungssegment. Dafür sorgt nicht zuletzt eine Schnittplanoptimierung mit der Möglichkeit für verschachtelte Schnittpläne, die eine bessere Ausnutzung des Materials gestatten und den Verschnitt minimieren.

Für eine Senkung des Energiebedarfs sorgen energieeffiziente Antriebssysteme und ein Stand-by-Betrieb, der die Maschine in einen energiesparenden Ruhemodus versetzt, wenn sie nicht benötigt wird. Insgesamt bietet das kompakte Performance.Cut eine optimale Zuschnitt-Bearbeitung auf kleinstem Raum. Automatische Zuführsysteme von vier Seiten erlauben die flexible Integration in bestehende Systeme. Eine Automatisierungsanbindung gestattet die mannlose Fertigung. Der Anwender kann damit seine Produktion wesentlich wirtschaftlicher gestalten und seine Stückkosten senken. Zudem amortisieren sich die umweltfreundlichen Maschinen aufgrund der Energieeinsparungen schneller als herkömmliche Anlagen.

Diese Entwicklungen wird Ima weiter vorantreiben und die Erkenntnisse auch auf die weiteren Ima-Produktionsbereiche übertragen. Damit ist die Performance.Cut ein hervorragendes Beispiel für nachhaltigen Maschinen- und Anlagenbau im Sinne der Blue-Competence-Initiative.