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Stanzenhersteller: IO-Link als Standard

01 Die Stanzmaschine P80 des italienischen Herstellers BS Punching Systems

01 Die Stanzmaschine P80 des italienischen Herstellers BS Punching Systems

02 Das Teilespektrum der neuen Stanzmaschine

02 Das Teilespektrum der neuen Stanzmaschine

03 Der Teileeinlauf an der Stanzmaschine ist mit einer Gabellichtschranke von Balluff ausgestattet

03 Der Teileeinlauf an der Stanzmaschine ist mit einer Gabellichtschranke von Balluff ausgestattet

04 Die frei und einfach programmierbare IO-Link-Signalleuchte Smartlight von Balluff

04 Die frei und einfach programmierbare IO-Link-Signalleuchte Smartlight von Balluff

Vor zwei Jahren plante der italienische Maschinenbauer BS Punching Systems die Entwicklung einer neuen, kompakten und effizienten Stanzmaschine. Diese sollte zum einen ein breites Spektrum an Rohren und Profilen produzieren können. Zum anderen bestand der Wunsch nach einer einfachen Umrüstung und Anpassung an neue Aufgaben. Balluff brachte hierfür den bei BS Punching Systems bis dahin kaum bekannten bidirektionalen Kommunikationsstandard IO-Link ins Spiel. Die anfängliche Skepsis wurde durch den unkomplizierten transparenten Anlagenaufbau und das bis dato nicht gekannte Parametrier- und Diagnosekonzept schnell beseitigt. Heute ist IO-Link Standard bei den Stanzmaschinen des Maschinenbauers.

Ein hohes Maß an Produktivität, Flexibilität und Prozesssicherheit in Verbindung mit schnell durchführbaren Format- und Werkzeugwechseln macht bei automatisierten Stanzmaschinen den Unterschied, der am Markt zählt. BS Punching Systems mit Sitz in Cavaria bei Mailand stellt ein breites Sortiment an halb- oder vollautomatischen Stanzmaschinen für Rohre und Profile aus Blech und Stahl her. Das Unternehmen blickt auf 50 Jahre Erfahrung zurück; Kunden sind sowohl in der Automobil-, Bau-, Lebensmittelindustrie als auch in der Energiebranche zu Hause. BS Punching Systems konzipiert und baut Maschinen sowie mechanische Komponenten mit einer hohen Fertigungstiefe. Dabei werden hohe Ansprüche an Qualität, Innovation und Bedienbarkeit gestellt.
Anfang des Jahres 2016 stand die Entwicklung einer neuen Stanzmaschine an: Ausgestattet mit einem vertikalen Hydraulikzylinder und einer Stanzkraft von bis zu 30 t sollte dieses neue Modell in der Lage sein, zwei Rohre mit maximalen Querschnitten von bis zu 60 mm × 60 mm oder bis zu 30 mm × 120 mm gleichzeitig zu bearbeiten. Elektronisch gesteuerte Achsen sollten die Positionierung der Stanzteile (Bild 2) übernehmen. Mit einem flexiblen Umrüstkonzept hatte das Unternehmen bereits die Voraussetzungen für schnelle Produktwechsel geschaffen.
„Unser Ziel war eine innovative, kompakte und vielseitige Industrie-4.0-fähige Stanzmaschine, die Anwendern maximale Flexibilität und Produktivität bietet und bei der Umrüstung auf neue Formate Zeit und letztlich Geld spart“, betont Davide Magnani, leitender Manager von BS Punching Systems. Auch der Planungs-, Herstellungs- und Inbetriebnahmeprozess sollte einfacher und kürzer als bislang üblich vonstattengehen. Bis dahin wurden bei BS Punching Systems die in den Maschinen eingesetzte Aktorik und Sensorik klassisch verkabelt.
Ein klarer Fall für IO-Link
Balluff, bereits seit vielen Jahren Projektpartner bei BS Punching Systems, erkannte hier ein klassisches Aufgabenfeld für IO-Link. Denn nicht nur bei weitverzweigten, sondern auch bei kompakten Maschinen stellt die digitale Kommunikationsschnittstelle ihre Vorzüge unter Beweis. In der geplanten Stanzmaschine mussten ein induktiver Wegsensor zur Erfassung des Pressenhubs, eine Gabellichtschranke zur Anwesenheitskontrolle des Werkstücks (Bild 3), induktive Sensoren zur Positions- und Endlagenerfassung, Ventilinselstecker sowie Netzwerkmodule mit Feldbusanschaltung intelligent angebunden werden. Mittelfristig, so die Idee, soll zusätzlich RFID zur Identifikation der Stanzwerkzeuge zum Einsatz kommen.
„Für mich ein klarer Fall für IO-Link“, betont Balluff-Kundenberater Alessio Tosi, der BS Punching Systems die Vorzüge der intelligenten Schnittstelle vorstellte. „Anstatt Sensoren und Aktoren aufwendig zu verkabeln, verbindet IO-Link diese ausschließlich per standardisiertem Dreidrahtkabel und M12-Steckverbinder mit dem IO-Link-Master und damit mit der Anlagensteuerung.“ IO-Link macht auf einfache Weise den Weg und den Blick bis auf die Prozessebene frei, und das in beiden Richtungen. Das ist auch der Grund, warum viele Hersteller und Anwender in der Automatisierungsbranche IO-Link als „Enabler-Technologie für effiziente Industrie-4.0-Konzepte“ bezeichnet.
Als weltweit standardisierter IO-Standard (IEC 61131-9, DIN EN 61131-9 VDE 0411-509:2015-02) ermöglicht IO-Link den unkomplizierten Datenaustausch zwischen Sensor-/Aktor- sowie Master-/Steuerungsebene. Die leistungsfähige Punkt-zu-Punkt-Verbindung ist kein Feldbus, sondern eine konsequente Weiterentwicklung der bisherigen Anschlusstechnik für Sensoren und Aktoren. Die früher üblichen geschirmten Leitungen, Anschaltboxen und Zusatzkarten entfallen. Selbst simple induktive Sensoren können über spezielle Sensorhubs mit gut sichtbaren LED-Anzeigen für den Sensorstatus eingesammelt und in die IO-Link-Architektur eingebunden werden. Durch das Stecken statt Verkabeln tendiert die Wahrscheinlichkeit von Installationsfehlern gegen Null. Dies spart zudem Material und führt zu einem Plus an Übersichtlichkeit. Weil IO-Link mit einigen wenigen Standardkomponenten auskommt, rechnet sich der Einsatz oft schon bei ausschließlicher Betrachtung der Hardwarekomponenten.
Die neuen Möglichkeiten
In der neuen Stanzmaschine von BS Punching Systems (Bild 1) steht IO-Link für Flexibilität, Effizienz und einfache Handhabung. Daten und Signale der Sensoren werden an die Steuerung übertragen, Parameterwerte von der Steuerung in die Sensoren geladen. Neuartige transparente Parametrier- und Diagnosekonzepte bieten dem Anwender weiteren Nutzen. Dank zentral hinterlegter Parameterwerte sind Format- und Produktwechsel einfach und in kurzer Zeit umgesetzt. IO-Link reduziert Umrüstzeiten und steigert die Ausbringungsquote.
Die Schnittstelle mit ihrem Stecken-anstatt-Verkabeln-Konzept steht auch für schlankere Maschinen-/Anlagenentwürfe und spart Platz im Schaltschrank. IO-Link gestaltet den Installations- und Inbetriebnahmeprozess einfacher, Stanzmaschinen von BS Punching Systems stehen schneller beim Kunden.
Mit ausschlaggebend für die Wahl einer integrierten IO-Link-Lösung war die LED-Signalleuchte Smartlight von Balluff (Bild 4). Diese macht auf eindrucksvolle Weise sichtbar, was mit IO-Link möglich ist: Im Gegensatz zu konventionellen Signallampen sind die Farben und Zonen der IO-Link-Signalleuchte frei ansteuer- und zentral programmierbar. Bis zu 20 übereinander gereihte farbige Leuchtdioden (LED) strahlen oder blinken je nach Wunsch und Aufgabe in mehreren wählbaren Farben. Damit lassen sich verschiedene Betriebszustände der Anlage, Verläufe oder physikalische Größen wie Temperaturzustände nach Bedarf und auf einfache Weise visualisieren. Der Bediener hat damit auch aus der Ferne den aktuellen Status der Maschine sicher im Blick.
Gesamtleistung überzeugt
Doch nicht die Technik allein, sondern der integrierte Blick für´s Ganze haben BS Punching Systems überzeugt. „Einmal mehr hat uns Balluff über den gesamten Entwicklungsprozess konstruktiv begleitet und mit solider Automatisierungskompetenz unseren Horizont für das technisch Machbare erweitert“, fasst D. Magnani zusammen. „Dank IO-Link liefern wir unsere Maschinen schneller aus, unsere Kunden melden zurück, wie sehr sie das hohe Maß an Flexibilität und die einfach realisierbaren Parametrier- und Diagnosefeatures schätzen.“ Diesen funktionalen und kundenzentrierten Ansatz will BS Punching Systems auch künftig mit Balluff weiterentwickeln. (ih)

Wolfgang Zosel ist freier Redakteur aus Reutlingen.