SINUMERIK Ctrl- Energy

SINUMERIK CtrlEnergy

Szerszámgép energia menedzsment a SINUMERIK-kel SINUMERIK Ctrl-Energy

Sales News 2011 – Machine Tools

Page 1

SINUMERIK Ctrl-Energy

Factory Automation Conference 2012

SINUMERIK Ctrl-Energy  Motiváció az energiahatékony megoldásokra  Energiahatékony megoldások szerszámgépeknek  Felkutatja az energiapazarlás forrásait  SINUMERIK Ctrl-Energy megoldás mátrix

 Szerszámgép tervezés  Üzembe helyezés  Gépkezelés  Gyártástervezés  Gépbeállítás  Megmunkálás  Készenléti mód

 Szerszámgép fejlesztés Page 2



Növekvő politikai nyomás  Jelenleg az EU-ban, az iparral szemben támasztott környezeti elvárások (pl. emisszió tanúsítványok, IE átállás), csak úgy mint a szabályzások és adók, szigorodtak.  A jövőben még szigorúbb szabályzás válik szükségessé az EU iparában (mind a kiotói jegyzőkönyv, mind az egyéni CO2 kibocsátás csökkentési célkitűzések miatt).  Kína új 5 éves tervében elindítja a "tiszta ipari forradalmat".  Az Egyesült Államokban az adókedvezmények és adóterhek az új gyárak energiahatékonyságát veszik alapul (EISA 2007).

 2011. közepén az ISO 50001 bemutatta a nemzetközi energiagazdálkodási rendszerek szabványát.

A jövőben az ipari termékek - így a szerszámgépek - energiahatékonyságával szemben támasztott politikai nyomás fokozódni fog. Page 3



Zöld arculat építése  Megújuló energiák  Fosszilis energia fejlesztése  Energiaátvitel és -elosztás  Ipari megoldások  Mobilitás  Épületgépészet

 Víz  Egészség

A Siemens Environmental Portfolio termékei és megoldásai csökkentik a környezet terhelését. Page 4



Zöld arculat építése Velaro D, E, CN, RUS  350 km/h (404 km/h max)  0,33 l benzin/100 km/ülés  14g CO2 /1 km/utas 1 doboz

Siemens Smart Chopper  LED világítás, újrahasznosított anyagok  Smart-grid-re felkészített töltő  100 km hatótáv, 160 km/h

Napelemek Spanyolo.-ban  100.000 napelem 500.000 m2-en  200*100kW = 20 MW  30.000.000 kWh p.a. 24.000 háztartás

 -30.000 t CO2 p.a.

Alacsony energia-lábnyom alacsony CO2 kibocsátást jelent.

Page 5








Szerszámgép energiafogyasztása

A Siemens felkészíti a SINUMERIKET a globális jövőre


Energiahatékonysági szabványok

ma

holnap

A Siemens, mint a fenntarthatóság és energiahatékonyság úttörője, döntő felelősséget vállal a szerszámgépek energiahatékony rendszerekkel történő ellátásáért. Page 7



Gyorsgomb az energiahatékonyságért

Gazdaságos gyártás a SINUMERIK Ctrl-Energy-vel

SINUMERIK Ctrl-Energy Energia Analízis

Gazdaságos készenlét

 Kijelzi és analizálja a szerszámgép teljes energiafogyasztását

 Készenléti módok vezérlése (pl. kikapcsolás)

Egy szimpla gomb-kombináció Ctrl+E, a SINUMERIK CNC-k segítenek kezelni az energiahatékony megmunkálási folyamatot. Page 8



A Siemens megmutatja az irányt az energiahatékonyságban

Hajtás és motor komponensek

PC Szoftver megoldások


CNC és hajtás funkciók

SINUMERIK Manufacturing Excellence szolgáltatás

Hajtás és motor komponensek, CNC/hajtás funkciók, Manufacturing Excellence szolgáltatás, PC szoftver megoldások széles választékával a SINUMERIK CtrlEnergy megmutatja az irányt a szerszámgépek energiahatékonyságának. Page 9



Energiahatékony megoldások a teljes szerszámgép életciklusra

SINUMERIK Ctrl-Energy Hajtás és motor komponensek

Szerszámgép


Gyártástervezés

tervezés


Gépbeállítás

Megmunkálás

Gépkezelés

SINUMERIK Manufacturing Excellence

Készenléti mód

Szerszámgép fejlesztés

Szerszámgép élettartam

A SINUMERIK Ctrl-Energy hatékony megoldásokat nyújt – s szerszámgép tervezéstő a szerszámgép felújításig. Page 10








Szerszámgépek energiafelhasználása Szerszámgép energiaanalízise Teljesítmény 100 % Forgácskihordó Elektronika Sűrített levegő Source: Index

Automata eszterga INDEX C100 Teljesítmény 16 kW

- 11 % Hidraulika - 12 % - 15 %

Előtoló hajtás Szekrény hűtés

- 20 %

Hűtőfolyadék

- 30 %

Főorsó

Főorsó 7000 1/perc, 50 Nm

Source: VDW, Index 2008

Page 12



Szerszámgépek energiafelhasználása Total Cost of Ownership (TCO) – az életciklusnak több, mint 95%-a az energiaköltség!

Életciklus költségek [%] Vásárlás összege/ motor

2.3 % / 440 € Energia költségek

96.8 % Üzembe helyezés és karbantartás

18,565 €

0.9 % / 170 €

Motor kimenet 1.5 kW / 12 éves életciklus

Page 13



Potenciális energiapazarló források felderítése  rossz szerszámgép konstrukció  hajtóművek nyomatékmotorok helyett  mechanikus fékek és fékellenállások visszatáplálásos fékezés helyett  helytelen vezérlőszekrény kialakítás  kiegyenlítetlen mechanikai hibák

 rosszul behangolt szervo hajtás rendszer  hosszú „nem-termelő” fázisok  túlméretezett mechanikus és elektronikus komponensek  túlméretes mozgó tömegek …

Page 14








Energiahatékony megoldások a teljes szerszámgép életciklusra

SINUMERIK Ctrl-Energy Hajtás és motor komponensek

Szerszámgép


Gyártástervezés

tervezés


Gépbeállítás

Megmunkálás

Gépkezelés


Készenléti mód

Szerszámgép fejlesztés

Szerszámgép élettartam

A SINUMERIK Ctrl-Energy hatékony megoldásokat nyújt – s szerszámgép tervezéstő a szerszámgép felújításig. Page 16



PC szoftver

Állapotfigyelés

Szerszámgép retrofit

Mechatronic Support gép analízis

Produktivitás Fejlesztés

SINUMERIK Integrate: Analyze My Condition

SIZER

Virtuális Gép

STARTER

SinuTrain for SINUMERIK Operate

NX CAM / SINUMERIK folyamatlánc

funkciók

Ctrl-E Analysis (SENTRON PAC)

Ctrl-E Profiles

SINUMERIK Operate

Ctrl-E Profiles

Visszatáplálásos áramellátás Meddő teljesítmény kompenzáció Dinamikus energiamenedzsment DC oldalon Automatikus fluxus redukció aszinkron főorsó motoroknál SINAMICS S120 hajtásrendszer


CNC és hajtás

Mechatronic Support gép optimalizálás

megoldások


The SINUMERIK Ctrl-Energy megoldás mátrix

Szinkron előtoló és főorsó motorok Aszinkron főorsó motorok Weiss főorsó motorok Szekrények a Siemens-től Szabványos aszinkron motorok 1LE SINAMICS G120 hajtás modulok

Szerszámgép tervezés

Gyártástervezés

és üzembe helyezés

Gépbeállítás

Megmunkálás

Készenléti mód Szerszámgép fejlesztés

Géphasználat Felhasználók perspektívája

Szerszámgép építők perspektívája

Page 17




 Szerszámgép tervezés  Üzembe helyezés  Géphasználat  Gyártástervezés  Gépbeállítás  Megmunkálás  Készenléti mód




Manufacturing Excellence

Mechatronic Support Szerszámgép építés klasszikus folyamata Teszt fázis

PC szoftver megoldások CNC és hajtás funkciók Hajtás és motor komponensek



Elektronikai tervezés

Mechanikus tervezés

Prototípus

Módosított prototípus

Eredmény

Mechatronikai megközelítés - “Mechatronic Support” szolgáltatás Gép szimuláció

Konzultáció

Gép optimalizálás

Gép analízis

Korábbi fejlesztések Hibakeresés

Tanulmányterv


Gyártástervezés


Page 19


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat




PC szoftver megoldások


SIZER konfigurációs eszköz a hajtás- és vezérlőrendszereknek



Szállítómű


Gyártástervezés


Page 20


Gépbeállítás

Emelőmű

Megmunkálás

Görgősor

Fogasléc és fogaskerék Golyósorsó

Axiális csévélő


Géphasználat






Energia megtakarító szoftverek a további hajtásoknak




Gyártástervezés


Page 21


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat











STARTER




Gyártástervezés


Page 23


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat






„Fedélzeti” hajtás optimalizálás




Gyártástervezés


Page 24


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat



Volumetric Compensation System




21!




Gyártástervezés


Page 25


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat







PC szoftver

Állapotfigyelés


Mechatronic Support gép analízis

Produktivitás Fejlesztés

SINUMERIK Integrate: Analyze My Condition

SIZER

Virtuális Gép

STARTER

SinuTrain for SINUMERIK Operate

NX CAM / SINUMERIK folyamatlánc

funkciók

Ctrl-E Analysis (SENTRON PAC)

Ctrl-E Profiles

SINUMERIK Operate

Ctrl-E Profiles

Visszatáplálásos áramellátás Meddő teljesítmény kompenzáció Dinamikus energiamenedzsment DC oldalon Automatikus fluxus redukció aszinkron főorsó motoroknál SINAMICS S120 hajtásrendszer


CNC és hajtás

Mechatronic Support gép optimalizálás

megoldások


The SINUMERIK Ctrl-Energy megoldás mátrix

Szinkron előtoló és főorsó motorok Aszinkron főorsó motorok Weiss főorsó motorok Szekrények a Siemens-től Szabványos aszinkron motorok 1LE SINAMICS G120 hajtás modulok


Gyártástervezés


Gépbeállítás

Megmunkálás


Géphasználat Felhasználók perspektívája

Szerszámgép építők perspektívája

Page 27







Virtuális Gép



A kihívás: Elkerülni az álló helyzetet programfutás alatt. Lecsökkenteni a szerszámgép álló helyzetét a beállítási folyamat alatt.

A megoldás: Virtuális gép, virtuális NC vezérlővel és azonos kezelőfelülettel.

Energia megtakarítási potenciál:

10…30% összehasonlítva egy nem mechatronikailag optimalizált szerszámgéppel Szerszámgép tervezés

Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 28


Géphasználat





SinuTrain


Opcionális – „Virtuális szerszámgép oktatásra tervezve”




Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 29


Géphasználat



Szervo motor és hajtás


1FK7 előtoló motorok

1FN lineáris motorok


η=94%


Sinamics S120 Combi integrált hajtásrendszer



1FW nyomaték motorok

Sinamics S120 Booksize moduláris hajtásrendszer

1FE főorsó motorok

η=91%


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 30


Géphasználat



Dinamikus energia menedzsment DC oldalon Energia kiegyensúlyozás

Közös DC sín


η=97-99%



betáp modul



motor modulok

Sinamics S120 Booksize hajtásrendszer


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 31


Géphasználat






Vezérlőszekrények




több, mint 10% szerszámgéptől függően.


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 32


Géphasználat


Meddő teljesítmény kompenzáció Sentron PAC4200


Transzformátor

Integrált meddő teljesítmény kompenzációval Elektromos művek

SINAMICS S120


kWh

meddő teljesítmény

hálózati szűrő

Dinamikus meddő teljesítmény kompenzáció Integrált meddő teljesítmény kompenzáció nélkül


3AC

Elektromos művek

kWh

hatásos teljesítmény meddő teljesítmény

Hajtás meddő teljesítmény kompenzáció nélkül

hálózati




ALM automatikus meddő teljesítmény kompenzációval

hatásos teljesítmény

betáp szűrő modul


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás

motor modulok



Page 33


Géphasználat




Automatikus fluxus csökkentés aszinkron motoroknál A kihívás: Ahhoz, hogy aszinkron motorokat működtessünk szükségünk van mágneses fluxusra. Ha ez a mágneses fluxus folyamatosan a névleges értéken van, fölösleges hő termelődik a főorsóban. Ezt a névleges fluxust alkalmazzák mikor nagy nyomaték és teljesítmény szükséges.

mágneses fluxust előállító áram névleges mágnesező áram

A megoldás: SINAMICS S120 automatikus fluxus csökkentéssel aszinkron motorokhoz, a mágneses fluxust előállító áram csökkentésével.

csökkentett mágnesező áram



nyomatékot létrehozó áram




Példa – 35 kW főorsó

Több, mint 30% szerszámgéptől és megmunkálástól függően.


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás

Mágneses fluxus

100%

30%

Energiafogyasztás munkadarabonként

100%

85%



Page 34


Géphasználat











A Retrofit előnyei Beruházási költségek


€



Unit costs


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás

Működtetési költségek



Page 36


Géphasználat




Ciklusidő


Termelékenység fejlesztése

A kihívás: Termelékenység növelése a régebbi szerszámgépekkel Sinumerik 840D vagy 840C-vel. Általában nagy kihasználtságúak vagy hosszú életciklusúak és sok megmunkálási órával rendelkeznek.

Szerszám csere

Simítás

A megoldás: Siemens szakértői szolgáltatás a megmunkálási idő csökkentésre munkadarabonként. Ennek következménye az energiafelhasználás csökkentése munkadarabonként.

Nagyolás

Előtte


Megrendelés



- 16%

Adatgyűjtés a helyszínen

Utána

Feladatok meghatározása és tanulmányterv

Felkészülés a megvalósításra: tervezés/ szimuláció

Megvalósítás a helyszínen

Jóváhagyás

Projekt tervezés és menedzsment


Gyártástervezés

Gépbeállítás

Megmunkálás



Page 37


Géphasználat


www.siemens.hu/sinumerik

Page 38



SINUMERIK Ctrl- Energy

Recommend Documents