PREZ-MET, Romanów: innowacyjna technologia zgrzewania profili okiennych na bazie automatyki firmy Beckhoff - Precision Line: pełna kontrola wypływki, nowy wymiar zgrzewu naroży
| TechnikaJednym z najważniejszych etapów produkcji stolarki okiennej jest zgrzewanie profili, z których powstają rama oraz skrzydło okna. Precyzja przeprowadzenia tego procesu decyduje nie tylko o estetyce, ale i szczelności, a tym samym i energooszczędności gotowego produktu. Polska firma Prez-Met z podczęstochowskiego Romanowa znalazła sposób, by zoptymalizować ten proces: opracowana przez nią technologia Precision Line umożliwia precyzyjne sterowanie wielkością i kształtem wypływki – i to bez użycia noży ścinających. Na razie producent wprowadził ją w zgrzewarkach czterogłowicowych ZGP 760, które od strony automatyki niemal w całości bazują na komponentach firmy Beckhoff.
Okna jako produkt trafiający do sprzedaży detalicznej muszą cechować się nienaganną estetyką. Dotyczy to zwłaszcza miejsc łączenia poszczególnych komponentów, szczególnie narażonych na odkształcenia i inne wady powstające jeszcze na etapie produkcji. W przypadku naroży ram oraz skrzydeł okiennych z tworzyw sztucznych, zgrzewanych konwencjonalnymi metodami, zmusza to producentów do wtórnej obróbki połączeń, zwykle za pomocą zintegrowanych ze zgrzewarką noży ścinających. Noże te, o szerokości 2,5, a częściej 3,5 mm, usuwają naddatek materiału, jednocześnie tworząc rowki – zewnętrzny i wewnętrzny – o głębokości co najmniej 0,5 mm. I choć może wydawać się, że to niewiele, taka ingerencja w strukturę profilu miewa spory wpływ na jego wytrzymałość na obciążenia, a także całkowitą szczelność konstrukcji. W dobie coraz większej presji na energooszczędność stolarki okiennej ostatni aspekt stale zyskuje na znaczeniu.
Problem ten dostrzegła firma Prez-Met z Romanowa – doświadczony wytwórca maszyn dla sektora produkcji stolarki okiennej i drzwiowej. Jej konstruktorzy zaczęli zastanawiać się, jak wyeliminować konieczność stosowania noży ścinających bez uszczerbku dla estetyki połączeń.
- Chcąc wyeliminować markerowanie naroży i uzyskać wysoką precyzję wykonania, nasz zespół badawczy przez wiele miesięcy testował różne rozwiązania techniczne. Zanim prototyp maszyny trafił do klienta, wykonał kilkaset próbnych zgrzewów - wyjaśnia Marek Klimek, prezes firmy Prez-Met.
W efekcie powstała Precision Line – opatentowana technologia zgrzewania profili okiennych, bazująca na zestawie wymiennych stempli. Zastosowana w czterogłowicowej zgrzewarce ZGP 760, umożliwia pełną kontrolę wypływki, a tym samym gwarantuje pierwszorzędną jakość gotowych ram.
- Nazwa Precision Line odwołuje się nie tylko do precyzyjnej linii zgrzewu, ale także do całej strategii naszego działania, w której kluczowe role zawsze odgrywały precyzja, jakość i ciągłe doskonalenie - podkreśla Marek Klimek.
Tradycja i nowoczesność w jednym
Rewolucyjność pomysłu Prez-Metu polega m.in. na tym, że w dużej mierze bazuje on na technologii stosowanej dotąd przy zgrzewaniu elementów ram oraz skrzydeł okiennych z tworzyw sztucznych. Podobnie jak w tradycyjnych zgrzewarkach, zamocowane na blatach maszyny profile są najpierw wprowadzane pod lustra grzewcze i nagrzewane do zadanej temperatury, a następnie dociskane do siebie i zgrzewane. Różnica polega na tym, że każda z głowic wyposażona jest dodatkowo w górne i dolne stemple formujące, które odpowiednio kształtują wypływkę spoiny, tak by od strony zewnętrznej powstała cienka, estetyczna linia, zaś od wewnętrznej – idealnie wyrównana powierzchnia lub precyzyjnie ukształtowana wypływka o szerokości do ok. 2 mm. Możliwość taką oferuje funkcja regulacji odległości pomiędzy stemplami wewnętrznymi, pozwalająca dostosować ją do indywidualnych preferencji zakładu.
System, wykorzystany po raz pierwszy we wspomnianej czterogłowicowej zgrzewarce ZGP 760, został już doceniony na polskim rynku i nagrodzony m.in. statuetką "Innowacyjne Rozwiązania Branży Stolarki" 28. Konwentu Stolarki VIP, który odbył się pod koniec lutego na zamku w Gniewie. Zaś sama maszyna, mimo niedawnej premiery, została już wdrożona w szeregu zakładów – w tym m.in. w firmach: ALDO (Puńców), DOMEX (Chojnów), HENSFORT (Przemyśl), KM OKNO (Borowa), MK OKNA (Pleśna), OKNA KĘPA (Stobiecko Szlacheckie), OKNOPLUS (Kraków), PLASTBUD (Bochnia), REDAN (Połczyn Zdrój), TUR-PLAST (Czaplinek).
Spektakularny sukces nowej technologii sprawił, że producent zdecydował się zastosować ją także w innych wytwarzanych przez siebie maszynach.
-W związku z tym, że Precision Line definiuje nie tylko metodę produkcji, ale także nasz sposób działania, chcemy ją rozpropagować jak najszerzej. W najbliższym czasie planujemy objąć nią kolejne maszyny, w tym te z grup innych niż zgrzewarki - mówi prezes Prez-Metu.
Naszpikowana elektroniką
Wysoka estetyka i walory jakościowe połączeń, a więc efekt końcowy, który w ciągu nieco ponad pół roku przekonał do nowej technologii tak wielu klientów, nie mógłby jednak zaistnieć bez odpowiednich komponentów, tworzących zharmonizowaną całość i zapewniających zgrzewarce bardzo wysoką precyzję ruchu – na poziomie setnych części milimetra. Wystarczy bliżej przyjrzeć się modelowi ZGP 760, aby przekonać się, że jest on dosłownie naszpikowany nowoczesną elektroniką: same głowice obsługuje 11 serwonapędów, a pracę systemu nadzoruje układ składający się z enkoderów i czujników temperatury połączonych bezpośrednio z centralnym komputerem. Całość uzupełnia rozproszony układ bezpieczeństwa, zintegrowany z kurtyną świetlną, fizycznymi barierami oraz funkcją zatrzymania kontrolowanego 2 (SS2).
Ogromne bogactwo funkcji stanowiło jednocześnie spore wyzwanie dla konstruktorów maszyny: należało tak dobrać poszczególne elementy systemu – zarówno sprzętowe, jak i software’owe – aby jak najlepiej zharmonizować pracę poszczególnych układów, a jednocześnie zapewnić łatwą obsługę urządzenia. Wybór padł na firmę Beckhoff, z którą Prez-Met łączyła wieloletnia, udana współpraca.
-Beckhoff jest dla nas synonimem solidnego i pewnego partnera biznesowego - podsumowuje Marek Klimek. Firma nie tylko dostarcza nowoczesne rozwiązania, ale też bardzo szybko reaguje na zmieniające się warunki rynkowe, czego przykładem jest organizacja cyklu webinariów podnoszących poziom wiedzy.
W funkcji sterowania ruchem zastosowano serwonapędy z serii AX5000, zintegrowane z silnikami głównymi i pomocniczymi z serii AM8000.
-Pozwoliło to nie tylko zintegrować wszystkie funkcje sterowania w systemie TwinCAT, ale także wykorzystać zalety oferowane przez technologię OCT i sieć EtherCAT, aby zapewnić swobodną komunikację i przesył danych pomiędzy wszystkimi komponentami układu ruchu przy maksymalnym ograniczeniu okablowania - wyjaśnia Sebastian Aszklar, menedżer aplikacji w firmie Beckhoff.
Odpowiednie bezpieczeństwo komunikacji zapewniają połączone z serwonapędami karty AX5805, obsługiwane przez moduły TwinSAFE EL6900, EL1904 i EL2904. Zarówno one, jak i pozostałe moduły dostarczone przez firmę Beckhoff – moduł enkodera EL5151 do kontroli pozycji silników głównych, moduły czujnika temperatury EL3201 oraz moduły wejść EL1008 i EL1809 – komunikują się ze sobą i z centralnym komputerem za pośrednictwem sieci EtherCAT.
-Technologia TwinSAFE znacznie zwiększa bezpieczeństwo aplikacji, a jednocześnie jest bardzo prosta w obsłudze - tłumaczy Sebastian Aszklar. Moduły można konfigurować bezpośrednio w systemie TwinCAT, obsługiwać za pomocą sieci EtherCAT, i to również w wersji rozproszonej, a także w pełni diagnozować w systemie sterowania.
Co więcej, standard sieciowy marki Beckhoff został również wykorzystany do integracji wysp zaworowych firmy Festo, dzięki czemu maszyna może być obsługiwana z poziomu jednego systemu sterowania i jednego komputera.
Wszystko na jednym ekranie
W funkcji głównej jednostki sterowniczej wykorzystano komputer przemysłowy CX5130 firmy Beckhoff, wyposażony w autorski interfejs, stworzony od podstaw przez programistów i automatyków Prez-Metu.
- Model ten został wybrany nieprzypadkowo. Wyposażony w dwurdzeniowy procesor Intel Atom oferuje bowiem dużą moc obliczeniową PLC, NC i VISU, a dodatkowo umożliwia zdalny dostęp i rozbudowę o funkcje IoT - mówi specjalista z firmy Beckhoff.
Z punktu widzenia użytkownika połączenie wszystkich funkcji w jednym interfejsie ma niebagatelne znaczenie: maksymalnie upraszcza obsługę zaawansowanego urządzenia – do tego stopnia, że poradzi sobie z nią nawet osoba niemająca specjalistycznej wiedzy z zakresu programowania. Zadania operatora ograniczają się bowiem w praktyce do załadunku profili na blaty robocze oraz wyboru odpowiedniego programu obróbczego na ekranie komputera. Jednocześnie zachowuje on przez cały czas pełną kontrolę nad procesem zgrzewania, dzięki czemu może w porę wychwycić ewentualne braki. A jeśli nie, zrobi to za niego maszyna: urządzenie zostało bowiem wyposażone w funkcję automatycznego wykrywania błędów dla każdej głowicy z osobna, a także ich wizualizacji w formie granicznej, tak aby nie trzeba było poszukiwać ich źródła.
To niejedyne funkcje wykonywane automatycznie: ZGP 760 sama mierzy zgrzewane profile, automatycznie odprowadza je poza strefę obróbczą, dokonuje korekty długości ciętych profili, a także reguluje wypływkę i pozycjonuje głowice on-line, korzystając bezpośrednio z danych programu do produkcji okien. Jednocześnie bardziej zaawansowanym użytkownikom zapewnia szerokie możliwości regulacji poszczególnych parametrów – od pozycji głowic, przez ciśnienie robocze w fazie topienia i łączenia profili, po temperaturę lustra. Znacznie zwiększa to elastyczność systemu, umożliwiając obróbkę wielu różnych materiałów, kształtów i geometrii profili.
- Wysoka elastyczność systemu i możliwość jego rozbudowy o kolejne komponenty są nie tylko znakiem szczególnym, ale i głównym elementem filozofii firmy Beckhoff - podsumowuje Sebastian Aszklar. A to sprawia, że jesteśmy w stanie stworzyć system idealnie dostosowany do potrzeb użytkownika i na tyle otwarty, aby rósł i rozwijał się razem z jego potrzebami.
Beckhoff Automation
tel. 22 750 47 00
info@beckhoff.pl, www.beckhoff.pl
www.prezmet.pl
