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Kühlschmierstoffüberwachung mit TX513 HMI

Eine zentrale Kühlschmierstoffaufbereitungsanlage versorgt beim Automobilzulieferer Ovalo GmbH vier Fräsmaschinen – gesteuert und visualisiert mit Turcks Codesys-programmierbarem HMI TX513

Der Integrator RobMation GmbH installierte beim Automobilzulieferer Ovalo GmbH eine zentrale Kühlschmierstoffanlage für CNC-Maschinen. Während Turcks Codesys-HMI TX513 die Anlage steuert und den Prozess visualisiert, binden modulare BL20-I/O-Systeme Aktoren und Sensoren über Profinet an. Dank der Schnittstellenvielfalt des TX513 sowie der Ethernet-Multiprotokoll-Gateways BL20 kann RobMation die Zahl der im Lager vorzuhaltenden Gerätevarianten minimeren.

  • Die Zentralschmieranlage versorgt vier Bearbeitungszentren mit Kühlschmierstoffen (KSS)

  • An der Rückseite der Aufbereitungsanlage steht das Fass mit Robsol, RobMations hauseigenem KSS-Konzentrat

  • Die Kommunikation mit den KSS-Einheiten der vier Maschinen läuft über Profinet

  • Die zentrale BL20-I/O-Station gibt alle Signale über Profinet an das HMI TX513 weiter

  • An den vier Bearbeitungszentren sitzen diese Schaltboxen mit BL20-Gateways

  • Thomas Schulz, RobMation GmbH

CNC-Maschinen, Fräsen, Bearbeitungszentren und alle Arten von Werkzeugmaschinen zur Metallbearbeitung müssen permanent geschmiert werden. Üblicherweise hat jede Maschine eine eigene Kühlschmierstoff-Versorgung. Das KSS wird dort als Konzentrat eingefüllt und mit Wasser verdünnt im Prozess verwendet. Da das Kühlmittel durch Verdunstung und Anhaften an den Bauteilen verbraucht wird, muss es mit Wasser und Kühlschmierstoff-Konzentrat aufgefüllt werden. Eine Aufgabe, die unter Zeitdruck manchmal vernachlässigt wird, was wiederum teuer werden kann, wenn bereits Ausschuss produziert wurde.

Automatisierte Aufbereitung des Kühlschmierstoffs

Um dieses Problem zu umgehen, entwickelte der Systemintegrator und Spezialist für die „mannlose Fertigung“, die RobMation GmbH aus Baesweiler bei Aachen, eine zentrale Anlage zur Aufbereitung von Kühlschmierstoffen. Sensoren ermitteln darin Konzentration, Reinheit, Füllstand und Temperatur des Kühlschmiermittels. Eine Steuerung stellt anhand dieser Daten dessen Qualität durch Ab- und Zupumpen an den Werkzeugmaschinen sicher. Verbrauchtes KSS wird aus den Maschinen in die zentrale Aufbereitung gepumpt. In der Aufbereitungsanlage werden dann Konzentrat und Wasser zur Aufbereitung zugepumpt. Wärmetauscher regeln die Temperatur. Da eine zentrale Aufbereitungsanlage gleich vier angeschlossene Werkzeugmaschinen bedienen kann, amortisieren sich die Kosten schnell.

Autarke, vielseitige HMI-Steuerung

Um die Zentralschmieranlage unabhängig von den angeschlossenen Werkzeugmaschinen betreiben zu können, war eine eigene Steuerung erforderlich. Der Integrator suchte daher nach einer autarken, flexibel einsetzbaren Steuerung mit integrierter Visualisierung. Diese sollte an der Zentralschmieranlage angebracht werden, um sie zu steuern und Statistiken sowie Verlaufshistogramme für den Kühlschmierstoffverbrauch und -zustand aller vier angeschlossenen Maschinen anzuzeigen. Leon Heuschen, Kundenbetreuer beim Großhändler EGU, schlug Turcks HMI TX513 zur Steuerung der zentralen Aufbereitungsanlage vor. Das HMI bietet eine Codesys-3-Steuerung und etliche Ethernet- und serielle Schnittstellen. Das HMI kommuniziert über Profinet mit den Gateways des Turck-I/O-Systems BL20, die sich jeweils in einer Schaltbox an jeder der vier CNC-Maschinen befinden. An den lokalen BL20-Gateways sind die Sensoren und Aktoren angeschlossen, die den Zustand des KSS in den CNC-Maschinen erfassen und regeln. Die BL20-I/O-Module helfen, den Verdrahtungsaufwand für den Systemintegrator bei der Installation zu reduzieren.

Kosten senken, Produktivität steigern

Neben dem KSS-Verbrauch sinken auch die Arbeitskosten, da kein Mitarbeiter mehr seine Zeit für die Kontrolle und das Nachfüllen aufwenden muss. Viel schwerer wiegt aber die kompromisslose, gleichbleibend hohe Produktqualität, da Schwankungen aufgrund von unterschiedlich temperierten KSS oder aufgrund von verunreinigtem Schmiermittel ausgeschlossen sind. Die Produktivität und Zuverlässigkeit der Maschinen steigt.

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