Notatniki, wizytówki czy banknoty – jeśli są produkowane w układanych w stos arkuszach, jest prawdopodobne, że będzie trzeba je z wielką precyzją przyciąć do odpowiedniego rozmiaru. Zazwyczaj robi się to ręcznie przy pomocy gilotyny. Ze względu na ostre jak brzytwa ostrza tnące grube stosy w trakcie szybkich cykli roboczych, maszyny te stawiają poważne wymagania przed technologią bezpieczeństwa.
Listwa nożowa przesuwa się z wdziękiem przez stos papieru gruby na kila centymetrów, pozostawiając za sobą dokładnie odciętą krawędź. Jeszcze zanim ostrze dokończy swój ruch z powrotem do pozycji wyjściowej, operator musi obrócić stos w pozycję odpowiednią do wykonania kolejnego cięcia. W międzyczasie zderzak tylny przesunął się automatycznie w następną pozycję określoną w programie cięcia.
Jest to najbardziej niebezpieczny krok dla operatorów, ponieważ ich ręce znajdują się dokładnie na ścieżce pracy noża. Jeśli ostrze opadłoby w niewłaściwym czasie, doszłoby do poważnych obrażeń ciała. "W tym stanie procesów maszyny spełniają wymagania Kategorii 4, najwyższej kategorii bezpieczeństwa. Był to argument decydujący dla oceny automatyki", podkreśla Stefan Junker, projektant układów elektrycznych w Schneider Senator.
Jakość nie jest przypadkiem
W mieście Buchholz w północnych Niemczech firma Schneider Senator od ponad 65 lat buduje najwyższej jakości gilotyny do papieru. W roku 1948 przedstawiła ona pierwszą na świecie szybką gilotynę z dociskiem hydraulicznym i mechanicznym napędem ostrza, a w 1977 jako pierwsza wprowadziła gilotynę wyposażoną w mikroprocesor. Od czasu, gdy w roku 2009 została przejęta przez Gerhard Busch GmbH, może teraz dostarczać pełne linie produkcyjne z jednego źródła, ze zintegrowaną technologią usuwania odpadów, ładowania i paczkowania. "Nasze maszyny są wyjątkowo wytrzymałe. Nie ma w nich nawet jednej części, której nie produkowalibyśmy my sami. To jedyny sposób, by zapewnić jakość, jakiej oczekują nasi klienci", przekonuje Dyrektor Generalny Burkhardt Busch. Maszyny Schneider Senator wyróżniają się również w takich obszarach jak energooszczędność i emisja hałasu.
Sam proces cięcia nie jest tajemnicą. Stos papieru jest wyrównywany na stole wibracyjnym lub na utrząsarce, a następnie ręcznie lub automatycznie podawany do obszaru cięcia. Aby zapewnić równomierne cięcie przez cały stos, hydraulicznie napędzany docisk wyciska całe powietrze uwięzione pomiędzy arkuszami. W trakcie jak ostrze przecina materiał, wynik tego cięcia zależy od zdolności maszyny do utrzymania stałej prędkości i siły nacisku. Trik umożliwiający osiągnięcie tego celu jest jedną z najważniejszych tajemnic handlowych Schneider Senator.
Zmieniające się rynki potrzebują nowych idei
Ogólny trend rynkowy zmierzający do coraz bardziej zindywidualizowanych produktów ma również swoje implikacje w dziedzinie cięcia papieru. Mniejsze serie druku zmuszają producentów do projektowania większej elastyczności w pracy swoich maszyn i układów sterowania przez operatora. "Kiedyś było tak, że browar zamawiał roczną dostawę etykiet w kilku zaledwie partiach", przypomina Busch. "Ale teraz jest inaczej." Krytycznym czynnikiem staje się to, jak szybko potrafisz przełączać pomiędzy poszczególnymi partiami, jak sprawnie umiesz obsługiwać maszynę i jak łatwo może ona być włączona w cały przepływ pracy. Ponadto, w pogoni za spełnieniem specyficznych wymagań klienta, maszyny stają się w coraz większym stopniu swego rodzaju liniami produkcyjnymi.
Wcześniej stosowane jednopłytowe sterowniki były zasadniczo nieodpowiednie do zapewniania tego rodzaju elastyczności. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa, modułowej budowy i niezawodności zaczęły więc wyraźnie figurować w specyfikacjach dla nowych układów sterowania. Systemy, które nie miały zintegrowanej i skalowalnej technologii bezpieczeństwa, nie były nawet brane pod uwagę. Długoterminowa dostępność i kompatybilność wsteczna również odgrywały decydującą rolę, jako że firma Schneider Senator zamierzała zastosować nowe rozwiązanie sterownicze we wszystkich swoich liniach maszyn.
" Nasz nowy układ sterowania B&R daje nam możliwość opracowania nowych funkcji i rozbudowania zasadniczych kompetencji." Burkhardt Busch, Dyrektor Generalny Schneider Senator
B&R oferuje kompletne rozwiązanie
Koniec końców okazało się, że konstrukcja zaprezentowana przez B&R pasuje najlepiej. Zintegrowana funkcja Smart Safe Reaction sama umożliwia dynamiczne wiązanie funkcji bezpieczeństwa ze stanem pracy maszyny. Na przykład, po tym, jak ostrze po każdym cięciu wraca do pozycji wyjściowej, operator może bezpiecznie dosięgnąć przestrzeni roboczej.
Inteligentna technologia bezpieczeństwa jest również korzystna z punktu widzenia konserwacji. Na przykład w przypadku zatrzymania awaryjnego, zamiast zatrzymać się w połowie cięcia z wyeksponowaną ostrą krawędzią, ostrze wraca bezpiecznie do pozycji wyjściowej. To pozwala operatorowi naprawić błąd na wolnej przestrzeni roboczej, bez ryzyka zranienia się.
Możliwość tworzenia jednostek mechatronicznych dla różnych elektrycznych lub hydraulicznych napędów ostrza oferuje znacznie więcej niż tylko zwiększoną wydajność produkcji. Pozwala on operatorowi rozszerzyć dane rozwiązanie w późniejszym terminie, bez konieczności stosowania nowego sterownika.
Nowe oprogramowanie i konstrukcja HMI
Przy wsparciu ekspertów B&R oprogramowanie zostało opracowane od początku tak, aby umożliwić uruchomienie jednej wersji programu na wszystkich maszynach. "Pozwala to pracownikom instalować program aplikacji z karty pamięci w trakcie rozruchu bez żadnej pomocy. Jedyną rzeczą, jaka została do zrobienia na maszynie jest skonfigurowanie ewentualnych urządzeń opcjonalnych", podkreśla Junker.
Użytkownicy zauważają w nowym sterowniku PCC (Power Cutting Control) jego nowoczesne, intuicyjne prowadzenie ich. Programy cięcia można tworzyć na maszynie lub korzystając z identycznego interfejsu graficznego na komputerze biurowym. Panel operatora o przekątnej 15" zapewnia wyraźny widok nawet prostych elementów graficznych. Zintegrowana dokumentacja oferuje dodatkową pomoc dokładnie tam, gdzie jest ona potrzebna.
"Ten układ sterowania daje nam wolność skupiania się na opracowywaniu nowych funkcji", mówi Busch z przekonaniem. Jednym z priorytetów są alternatywne koncepcje napędu oraz włączenie w ogólny przepływ danych z drukarni. Innowacje te sprawią, że klienci Schneider Senator będą dobrze przygotowani na nadejście standardu Przemysł 4.0.