Wenn dreißig Millisekunden alles verändern

Wer technologisch seine Spitzenposition behalten will, muss auch bereit sein, mal etwas völlig Neues auszuprobieren. So war es auch bei der Berhalter Swiss Die-Cutting im schweizerischen Widnau: "Wir haben unsere Maschinen permanent weiterentwickelt und erreichten irgendwann einmal den Punkt, an dem es nicht mehr weiterging", erzählt Dalibor Schuman, Managing Director Die-Cutting und Mitglied des Vorstands. Die Kosten stiegen kontinuierlich und ließen sich weder konstruktiv, herstellungs- noch rohstofftechnisch kompensieren. Das war der Startschuss für die Entwicklung der Swiss Die-Cutter B6.

Bei deren Projektierung befassten sich die Verantwortlichen auch mit der Frage, ob sich mit den heutigen technischen Möglichkeiten eine Maschine bauen lässt, die einen 20 bis 25 Prozent höheren Output bei zugleich geringeren Herstellkosten erzielt. Die Voranalysen waren ernüchternd. "Es zeigte sich, dass wir Technologien benötigen, die es so am Markt überhaupt noch nicht gibt", erinnert sich Schuman.

Was also tun, wenn etwas benötigt wird, das es so überhaupt noch nicht gibt? Die Antwort liegt auf der Hand, nämlich einen Partner zu suchen, der das entsprechende Portfolio und Know-how bietet, um eine solche Technologie zu entwickeln. Diesen fand das im St. Galler Rheintal ansässige Unternehmen im Automatisierungsspezialisten B&R. "Für uns zeigte sich, dass dieses Unternehmen der ideale Partner ist", resümiert Schuman und begründet dies so: "B&R bietet vom Antrieb bis hin zur Visualisierung alles und ist einer der wenigen Hersteller, der überhaupt die von uns benötigten Zykluszeiten hinbekommt."

Welche Relevanz die Zykluszeiten für die Produktivitätssteigerung der B6 haben, wird beim Nachrechnen schnell deutlich. Damit diese Maschine einen 25 Prozent höheren Ausstoß als die bisherigen Maschinen von Berhalter erzielt, muss sie mit 500 anstatt wie bisher 400 Takten in der Minute stanzen. Dadurch verkürzt sich die verfügbare Zeit pro Takt von 150 auf 120 Millisekunden.

Nun erscheinen 30 Millisekunden zunächst nicht spielentscheidend. Die wirkliche automatisierungstechnische Herausforderung beginnt dort, wo die Entwickler bei Berhalter gleichzeitig als Innovation eine Echtzeithub-Korrektur integrieren wollen. Während diese Hub-Korrektur bisher über eine Tendenzsteuerung erfolgt, also zum Beispiel 200 Hübe messen und dann entsprechend nachregeln, erfasst die Swiss Die-Cutter B6 den aktuellen Hub und korrigiert diesen während des Stanzvorgangs. Der Schlüssel für diesen beeindruckenden Technologiesprung sind die intelligenten Servoachsen.

Wie wird nun aber eine Servoachse intelligent? Im Falle der B6 übernimmt das die reACTION-Technologie von B&R. Diese verlagert mittels FPGA (Field Programmable Gate Array) die Intelligenz von der Steuerung direkt ins Feld und eröffnet so dem Anwender eine enorme Flexibilität. "Die reACTION-Technologie lässt sich an beliebigen Stellen einer Maschine verbauen und erlaubt ganz ohne Belastung der SPS Reaktionszeiten unter einer Mikrosekunde", erklärt Paolo Salvagno, Geschäftsführer B&R Schweiz, deren Besonderheit.

Die Datenverarbeitung direkt in den Aktoren ist nur eine von vielen Innovationen, die in der Neuentwicklung des Schweizer Maschinenbauers steckt. Zur Reduktion der Kosten wartet die Maschine mit noch mehr technischen Raffinessen auf. Um beispielsweise den Fertigungsaufwand zu reduzieren, bildet die B6 Bewegungen nicht mehr mechanisch, sondern digital ab. Dazu Schuman: "Der Hauptantrieb an unseren bestehenden Maschinen basiert auf einem mechanischen Hebelsystem. Dieses haben wir in der B6 durch ein digitales Antriebssystem ersetzt."

Da es so etwas nicht fertig am Markt zu kaufen gibt, entwickelte Berhalter dieses innovative System in eigener Regie und setzte dabei auch die mapp-Technologie von B&R ein. "Wenn wir dabei entwicklungstechnisch an unsere Grenzen kamen, konnten wir uns jederzeit an B&R wenden", lobt Schuman das gute Miteinander. Was die Zusammenarbeit aus seiner Sicht hierbei besonders schnell und erfolgreich machte, war der exklusive Ansprechpartner. Dieser erlaubte es Berhalter, sich auf die eigene Expertise zu fokussieren – von der Idee bis zur Marktreife vergingen keine zwei Jahre. In dieser entwickelten die Verantwortlichen die Echtzeit-Hub-Korrektur und die digitalen Antriebsachsen.