Problematik:
Die Modernisierung bestehender Systeme ist insbesondere für KMU von wesentlichem Interesse, um vorhandene Maschinen und Anlagen auch in Zukunft nutzbringend einsetzen zu können und den Anforderungen aktueller Produktionsprozesse und -systeme zu genügen. Die Herausforderung besteht dabei im Wesentlichen in der Modernisierung der Software- und Steuerungskomponenten, da Antriebe, Führungen oder andere mechanische Baugruppen in zahlreichen Maschinen und Anlagen noch keinem Austausch bedürfen.
Lösung:
Das Demonstrationsprojekt zeigt die Vorgehensweise beispielhaft an der Modernisierung einer Sitec LWS 1000. Die Werkzeugmaschine mit Baujahr 2003 ist für die Lasermaterialbearbeitung – einer Branche, die in Thüringen stark von KMU geprägt ist – entwickelt und in Betrieb genommen worden. Die feste Einbindung einer CO2-Laserstrahlquelle, fehlende Sensorik zur Prozessüberwachung sowie Mängel bei der Steuerungstechnik zeichnen den Zustand der Maschine bei Projektbeginn aus.
Die eingehende Analyse und Erprobung der integrierten Steuerungen der Sitec LWS 1000, der Austausch mit dem Fachpersonal vor Ort zur Eingrenzung auftretender Fehler sowie die Einbindung des Anlagenherstellers ermöglichten die Identifikation zu modernisierender Steuerungsbestandteilen. Durch die Implementierung von zur SINUMERIK 840D sowie SIMATIK S7-300 kompatiblen Komponenten konnte weiterführend die Erweiterung der bestehenden Rechentechnik adressiert werden. Die Integration eines Festkörperspeichers ermöglicht dabei die weiterführende Nutzung bestehender Systeme unter gleichzeitiger gesteigerter Performance hinsichtlich des Handlings großer Datenmengen, bspw. hinsichtlich komplexerer Bauteilgeometrien für Laserstrahlschneid- und Laserstrahlschweißaufgaben.
Auf Grundlage der Modernisierten Steuerungstechnik konnte eine gezielte Erweiterung um weitere Systeme zur Materialbearbeitung vorgenommen werden. Dabei wurde das Spektrum hinsichtlich der einsetzbaren Laserstrahlquellen um Diodenlaser, bspw. für Vorwärmprozesse, erweitert. In diesem Zug konnte auch die Aktualisierung der erforderlichen Maßnahmen zur Laserstrahlsicherheit und dem Arbeitsschutz demonstriert werden. Darüber hinaus war es möglich, Sensorik zur Prozess- und Systemüberwachung zu integrieren, bspw. zur Überwachung von Temperaturen.
Die Modernisierung der Sitec LWS 1000 demonstriert damit die Möglichkeiten des Retrofits bestehender Anlagen im Bereich der Lasermaterialbearbeitung unter Berücksichtigung von Fragestellungen des Arbeitsschutzes, den Bedarfen der Prozessüberwachung sowie der die Steigerung der Flexibilität der Systeme.
Vorteile dieser Lösung:
• Modernisierung der Steuerungstechnik
• Erweiterung der verwendeten Rechentechnik zum Handling großer Datenmengen
• Anpassung der Steuerung zur Einbindung weiterer Laserstrahlquellen
• Integration von Sensorik zur Prozessüberwachung
• Laserstrahlsicherheit bei Erweiterungen