Steuerungserneuerung eines kundenspezifischen Drahtspulers – präzise Zugkraftregelung & moderne Antriebstechnik (2025)
Im Jahr 2025 wurde Rau Automatisierung mit der vollständigen Steuerungserneuerung eines kundenseitig gefertigten Drahtspulers beauftragt. Die Technik orientiert sich an der Steuerung einer Drahtziehmaschine: Ein komplexer Prozess aus Abwickeln, Führen, Behandeln und Wiederaufwickeln des Drahtes – bei konstant vorgegebener Zugkraft und präzise regelbarer Geschwindigkeit.
Ziel war die Entwicklung einer modernen, leistungsfähigen und einrichterfreundlichen Steuerung, welche die mechanisch hochwertige Anlage optimal unterstützt und alle Prozessmodule miteinander verbindet.
Ausgangssituation: manuelle Eingriffe, eingeschränkte Regelbarkeit & fehlende Integration
Der kundenseitig gefertigte Drahtspuler verfügte über eine solide mechanische Basis, jedoch war:
- die Zugkraftregelung nur eingeschränkt reproduzierbar,
- die Einrichterführung unübersichtlich,
- die Schnittstelle zur nachgelagerten Prozessbehandlungsanlage nicht integriert,
- die Abstimmung zwischen Abwickler, Zugscheiben und Aufwickler aufwändig,
- keine moderne Steuerungsplattform vorhanden.
Um konstante Produktqualität sicherzustellen, sollte der gesamte Prozess in eine einheitliche, transparente und vollautomatische Regelung überführt werden.
Prozessbeschreibung: Abwickeln, Führen, Behandeln & Aufwickeln unter konstanter Zugkraft
Der Draht wird zunächst von einer Spule abgewickelt und über mehrere geregelte Stationen geführt:
Abrollstation
- Abwicklung des Drahtes über eine Spule
- belasteter Tänzer erzeugt ein Analogsignal für die Zugkraft
- ein Motor bremst die Abspulgeschwindigkeit abhängig vom Spulendurchmesser
Erste Zugscheibe
- ebenfalls mit belastetem Tänzer ausgestattet
- liefert das relevante Analogsignal für Geschwindigkeits- und Zugkraftregelung
- sorgt für einen stabilen Drahtlauf vor dem Behandlungsprozess
Prozessbehandlungsanlage
Der Draht durchläuft eine kundenseitig entwickelte Behandlungsanlage, bei der:
- eine konstante Zugkraft,
- eine definierte Fahrgeschwindigkeit
- und eine reproduzierbare Prozessführung
essentiell sind.
Zweite Zugscheibe (Primärgeschwindigkeit)
- definiert die primäre Taktgeschwindigkeit des gesamten Prozesses
- muss exakt mit der nachfolgenden Aufwicklung synchronisiert werden
Aufwickelspule mit Verlegeachse
- Wicklung des behandelten Drahts auf eine neue Spule
- Zugkraft ebenfalls einstellbar
- zusätzliche Achse steuert das Verlegemuster des Drahtes für gleichmäßige Spulenbildung
Der gesamte Ablauf erfordert eine präzise Synchronisation aller Achsen.
Unsere Lösung: moderne Siemens-S7-1500 Steuerung & KEB-Antriebstechnik
Die komplette Anlagensteuerung wurde auf eine Siemens S7-1500 umgestellt – inklusive mehrerer Technologiefunktionen zur:
- Drehmomentregelung,
- Geschwindigkeitssynchronisation,
- Zugkraftregelung,
- Achskopplung und
- Verlegebewegung.
Als Antriebsregler kamen KEB-Frequenzumrichter zum Einsatz, die sich aufgrund ihrer Motion-Control-Fähigkeiten ideal für geregelte Zieh- und Wickelprozesse eignen.
Besonderer Fokus: Einrichtbetrieb & Bedienbarkeit
Für Einrichter und Maschinenbediener wurde besonderer Wert gelegt auf:
- klare, intuitive Bedienoberfläche
- exakte Sollwertvorgaben für Zugkraft & Geschwindigkeit
- manuelle Testfunktionen für jede Achse
- schnelle Referenz- und Positionierabläufe
- optimierte Einrichterlogik für Spulenwechsel
Damit ist die Anlage in wenigen Minuten umgerüstet und betriebsbereit.
Integration der Drahtbehandlungsanlage
Ein wichtiges Ziel war, alle Prozessmodule miteinander zu vernetzen.
Daher wurde:
- die gesamte Behandlungsanlage über eine definierte Schnittstelle angebunden,
- Prozessparameter synchron übernommen,
- Sicherheits- und Freigabesignale integriert,
- ein durchgängiger, zentraler Bedienfluss geschaffen.
Damit ist der Spulprozess perfekt mit der Drahtbehandlung abgestimmt.
Ergebnis & Kundennutzen: stabile Zugkraft, reproduzierbare Qualität & intuitive Bedienung
Durch das Retrofit verfügt der Kunde heute über eine moderne und präzise steuerbare Anlage:
- stabile Zugkraftregelung über den gesamten Prozess
- reproduzierbare Produktqualität
- klar definierte Geschwindigkeitssynchronisation
- intuitiver Einrichtbetrieb mit erheblich reduzierten Rüstzeiten
- vollständig integrierte Prozessbehandlungsanlage
- moderne Siemens-Technologie mit langfristiger Verfügbarkeit
- KEB-Antriebstechnik für präzise Motion-Control-Anwendungen
Damit ist die Anlage optimal für zukünftige Produktionsanforderungen gerüstet – zuverlässig, modern und bedienerfreundlich.