Kosten runterdrehen

ENERGIEMANAGEMENT. Das Energieeinsparungs­potenzial von Werkzeugmaschinen rückt immer mehr ins Interesse von Herstellern und Betreibern. Welche Hebel hier bewegt werden müssen.

Siemens setzt auf Energiemanagement –
bereits ab der Engineeringphase.

Hohes Einsparungspotenzial ohne Produk­tivitäts-
verlust bieten Automatisierungs­lösungen von Rexroth.

Keine Frage: Investitionen in neue Maschinen, Anlagen und Ausrüstungen müssen zukunftssicher sein. Gleichzeitig müssen diese Maschinen effizient betrieben und flexibel auf neue Produktanforderungen angepasst werden können. Und das betrifft insbesondere auch Werkzeugmaschinen. Ein zentraler Bestandteil des effizienten Betriebs einer Werkzeugmaschine ist ein durchgängiges Energiemanagement. Hier muss aber bereits die Automatisierungslösung ansetzen, die über intelligentes Energiemanagement zu niedrigen Lebenszykluskosten, minimierten Gesamtkosten und damit zu einer höheren Produktivität führen soll. Eine energieeffiziente Automatisierungslösung ist damit ein wesentlicher Beitrag zur Zukunftssicherheit. Und eine Investition in energieeffiziente Automatisierungs- und Antriebstechnik amortisiert sich innerhalb kurzer Zeit.

Effizienz simulieren. Ein Schwerpunkt von Siemens Drive Technologies auf der Mailänder EMO waren eben diese Lösungen zum Energiemanagement bei Werkzeugmaschinen, beginnend von der intelligenten Einspeisung über den Motor mit verbessertem Wirkungsgrad bis hin zur kompletten energieeffizienten Maschinenoptimierung. Denn mit Simulationstools können Maschinen bereits in der Engineeringphase mit Blick auf die Energieeffizienz optimiert werden. Mit dem Dienstleis­tungspaket Mechatronic Support von Siemens kann der Verbund aus Mechanik und Antriebstechnik einer Maschine dynamisch analysiert und verbessert werden. Dazu gehört auch die verbrauchsrelevante Optimierung der bewegten Massen. Über die durchgängige CAD/CAM/CNC-Kette kann die Fertigung von Produkten bereits beim Design des Werkstücks energieeffizient gestaltet werden. Während des Betriebs sichert dann die Sinumerik-steuerung Einsparungen über ein steuerungsseitiges Energiemanagement. Dazu zählen der Einsatz intelligenter Regelalgorithmen und von Steuerungssoftware zur Optimierung von Beschleunigungen oder Ruckbegrenzungen. Die effiziente Steuerung von Nebenprozessen, wie Kühlung oder Werkzeugwechsel, sowie der bedarfsorientierte Betrieb von Hilfsantrieben für maschinennahe Logistikaufgaben kann erhebliche Energieeinsparungen bewirken. Je nach Applikation sind das bis zu 60 Prozent der eingesetzten Energie, wenn zum Beispiel Werkzeugwechsel in ihrer Dynamik reduziert oder Späneförderer nur bei Bedarf zugeschaltet werden.

Systematischer Ansatz. Dem Thema Energieeffizienz bei Werkzeugmaschinen widmet sich in verstärktem Maße auch Rexroth. Diese können mit den Automatisierungslösungen von Rexroth bei mindestens gleich hoher Produktivität den Energieverbrauch nahezu halbieren. Dazu nutzt der Hersteller sämtlicher Antriebs- und Steuerungstechnologien systematisch die 4EE-Hebel für eine höhere Energieeffizienz, die vom Engineering bis zum täglichen Betrieb im kompletten Lebenszyklus der Maschine wirken. Das senkt die Betriebs- und damit Stückkosten über die gesamte Nutzungsdauer. Energieeffiziente Komponenten, wie die im Wirkungsgrad optimierten Servomotoren und Schaltventile mit Energiesparmodus, bilden dabei die Basis. Zusätzlich verringern gewichtsreduzierte Linearkomponenten, beispielsweise die neuen schmalen Rollenschienen-Führungswagen, die zu bewegenden Massen und damit die notwendigen Antriebsleistungen. In einem umfassenden Mechatronic-Support unterstützt Rexroth Maschinenhersteller bei der Auswahl der Automatisierungskomponenten und erkennt dabei Einsparpotenziale. So eröffnen die neu entwickelten Analysetools IndraMotion MTX cta (Cycle Time Analyzer) und MTX ega (Energy Analyzer) erstmals die Möglichkeit, Bewegungsdauer und Energieverbrauch der Werkzeugmaschine im Betrieb satzgenau und online zu erfassen. Dieses in die Rexroth-Systemlösungen integrierte Tool zeigt NC-Programmierern auf, wie sie durch eine optimierte Bewegungsführung Energie sparen und gleichzeitig die Zykluszeiten kurz halten können. Der Rexroth-Service unterstützt bei der detaillierten Analyse der Daten und hilft auf Wunsch bei der Anlagenoptimierung.

Sparsame Hydraulik. Die konsequente Umsetzung von Energy on Demand zur Bedarfsregelung von Hilfsantrieben bildet einen weiteren wichtigen Ansatzpunkt. Die Blue Hydraulic Drives, eine skalierbare Familie von drehzahlvariablen Pumpenantrieben, sparen zwischen 40 und 70 Prozent der bisher nötigen Energie für die Hydraulik ein. Die Hydroaggregate von Rexroth übernehmen in Verbindung mit dem neu vorgestellten Kühlschmierstoff-Booster auch die Druckversorgung des Kühlschmiermittelkreislaufs. Mit diesem völlig neuen Konzept entfällt ein bislang notwendiger zweiter Antriebsstrang mit separatem Energieverbrauch. Dies führt zu Einsparungen bei Energie und Kosten bei gleichzeitig hoher Robustheit in der Werkzeugmaschine.