El- och fluidteknik från en gjutsats

Vid konstruktion av kylanläggningar för verktygsmaskiner är det särskilt meningsfullt att sammankoppla el- och fluidteknik, eftersom kylmedierna är fluidiska och anläggningarna styrs av elektriska respektive elektroniska ställdon. Schimpke GmbH & Co. KG utnyttjar synergieffekterna som sammankopplingen av fluid- och elektroteknik ger på konstruktionsnivån optimalt: Konstruktörerna är ständigt ansvariga för båda fackområdena och utnyttjar då den områdesövergripande EPLAN-plattformen. 

Moderna verktygsmaskiner arbetar med spindelvarvtal på upp till 70 000 min-1 och motsvarande höga effekt – och detta på alltmer kompakt utrymme. Då uppstår med nödvändighet värme som måste ledas bort. Med ökande effekt och kompakthet får denna "värmehantering" ökande betydelse. Överskottsvärmen leder inte bara till förtida förslitning av verktygen och oplanerade stillestånd för maskinen. Den försämrar genom värmeutvidgningen också måttkonstansen och toleransen hos arbetsstyckena som bearbetas med maskinen. 

Av dessa skäl är det tekniska kunnandet hos Helmut Schimpke Industriekühlanlagen GmbH & Co. KG i Haan vid Rhen efterfrågat över hela världen. Schimpke har nämligen specialiserat sig på utveckling och produktion av återkylanläggningar för verktygsmaskiner. Därvid koncentrerar sig företaget, som grundades 1955, på individuellt utvecklade anläggningar för stora maskiner, som med hög precision bearbetar exempelvis komponenter till motorfordonskarosserier eller flygplanskomponenter. Många betydande tillverkare av verktygsmaskinteknik använder dessa anläggningar. 

Varje anläggning projekteras för sig
I början av ett projekt måste man komma överens om de yttre förutsättningarna med kunden. Michael Stader, teknisk chef på företaget: "Utifrån de data som vi har fått tar vi fram kyleffekten. Vi tar även upp inbyggnad av kylanläggningen i maskinen, den tillgängliga platsen och styrsättet. Med hjälp av dessa data konstruerar Schimpke en projektspecifik kylanläggning, som oberoende av de aktuella omgivningsbetingelserna säkerställer en jämn temperatur i arbetsstycket och verktyget. I många fall tas även drivenheten med i kylningen. Allt efter kundens önskemål säkerställs den exakta regleringen av temperaturnivån av elektriska respektive elektroniska reglerkretsar, i vilka bl.a. pumpar, ventiler, tryckställare och givare ingår. 

"En för allt"
Schimpke GmbH gör något som kan sägas vara unikt i maskintekniksvärlden. Var och en av de tre konstruktörerna ansvarar – över alla fackgränser – vid varje tillfälle för ett komplett projekt. Michael Stader: "På detta sätt uppstår en anläggning i en gjutning, där bearbetningstekniken och elektroniken är exakt anpassade till varandra. "Även utformningen av kylningen med ett egenutvecklat program hör till konstruktörernas uppgifter. 

För områdesövergripande konstruktion passar en egen CAD-infrastruktur, och den har Schimpke förverkligat i tre år med EPLAN-plattformen. Michael Stader: "Vi arbetar redan sedan många år med EPLAN, har alltid hållit systemet uppdaterat och även tidigt tagit den dåvarande fluidPLAN med i beräkningen, eftersom den nära kopplingen mellan elektroteknik och fluidteknik på konstruktionsnivå innebar en stor lättnad i arbetet för oss. 

Därför blev vi också genast övertygade, när EPLAN för tre år sedan presenterade den nya plattformen, där EPLAN Electric P8 och EPLAN Fluid utnyttjar en gemensam databas. Stefan Greiser, teknisk uppdragsbearbetning: "För oss är el- och fluidteknik två sidor av samma konstruktion. Ändringar på den ena nivån får direkta återverkningar på den andra nivån. Med EPLAN-plattformen överförs dessa verkningar automatiskt till den andra nivån. Detta bidrar till att undvika fel och påskynda konstruktionen." 

Konstruktionsmoduler sparade som makron
För att spara tid och att falla tillbaka på beprövade konstruktioner, arbetar konstruktörerna för det mesta enligt principen för variantkonstruktioner. Då utnyttjar de moduler som har sparats som makron. Stefan Greiser: "Redan i EPLAN 5.70 använde vi makron. Sedan vi började använda EPLAN Electric P8 utnyttjar vi dock makrona mer intensivt eftersom det nu är mångsidigare och bekvämare att hantera dem. Till exempel är moduler som energiinmatning, motoravgrening, nätdel och varvtalsreglering sparade som makron. Konstruktören behöver bara hämta makrona, som definierar den aktuella effekten och anpassar märkningen av posterna. Databasen innehåller dessa moduler var för sig i de nödvändiga effektklasserna. Stefan Greiser: "Underhållet av denna databas kräver en viss ansträngning, men som lönar sig: Därigenom sparar vi tid på varje enskilt projekt." Av detta skäl har Stefan Greiser nyligen även lagt in samtliga Profibus-moduler som man använder vid konstruktion i databasen. 

Lika enkelt går den fluidtekniska konstruktionen med EPLAN Fluid. Systemet genererar exempelvis samtliga förbindelser automatiskt och förser då varje använd komponent med logiska egenskaper. I artikelhanteringen är återigen komponenternas tekniska data såsom diameter, driftstryck eller genomflödesmängd lagrade – därmed får konstruktionen en systematisk grund, och konstruktören behöver inte slå upp data i tillverkarens dokumentation. För Schimpke är det särskilt fördelaktigt att den förbättrade makroteknologin från EPLAN Fluid kan lagras med hela delkretsar även på den fluidtekniska nivån. Detta underlättar konstruktionen av varianter avsevärt. 

Lämna ingenting åt slumpen
Schimpke levererar de skräddarsydda kylanläggningarna nyckelfärdiga, efter att de dessförinnan har genom gått omfattande prov på en provbänk. Då simuleras alla driftstillstånd och provresultaten dokumenteras. Med anläggningen levererar företaget ofta även EPLAN-filerna. Michael Stader: "Många kunder uppskattar det. Vi anger anläggningsplatsen och de kan ta över våra EPLAN-filer direkt till sin dokumentation. Detta fungerar lika friktionsfritt för Electric P8-data som för EPLAN Fluid." 

För framtiden funderar Schimpke på att använda EPLAN Cabinet. Michael Stader: "En kopplingsskåpsplanering i 3D vore till hjälp eftersom kollisionsövervakningen undanröjer fel." Därutöver önskar sig företaget en slangledningskonfigurator som tilläggsmodul till EPLAN Fluid. En sådan konfigurator finns redan men bara för hydraulik. Stefan Greiser: "Vi skulle gärna använda en sådan konfigurator, som avbildade de specifika kraven på ledningar för vattenemulsioner. Då skulle vi spara in den manuella framtagningen av slanglistor." Denna lista skrivs för närvarande fortfarande av montören och matas in i EPLAN-dokumentationen. Med en sådan konfigurator ser Schimpke dessutom fördelen att monteringstiden för anläggningarna förkortas, eftersom slangarna kan kapas och injekteras redan före monteringen.