Das Projekt "Entwicklung einer Produktionsanlage zur ressourcen- und energieeffizienten Plattenherstellung aus Naturwerkstein (RE2RockCut), Teilprojekt: Entwicklung intelligenter Steuerungen der einzelnen Bearbeitungsstationen und Verknüpfung mittels übergeordneter Anlagensteuerung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: inTec automation GmbH.Im Rahmen des Forschungsvorhabens RE2RockCut wird eine vollautomatisch gesteuerte Produktionsanlage mit innovativer Bandsägetechnologie und einem Ultraschall-Messsystem zur wirtschaftlichen Herstellung von Naturwerksteinplatten entwickelt und in einen Anlagendemonstrator überführt. Die Planung der elektrischen Steuerung der Produktionsanlage ist eine Komplettlösung, bestehend aus innovativen und optimal aufeinander abgestimmten Systemlösungen. Die drei Teilmodule der Produktionsanlage sind die Gesteinszuführung mit dem Detektionsmodul und der Ausschleusung, die NC gesteuerte Bandsäge mit Zentralschmierung und Bandbruchdetektion die in der SPS-Einheit des Leitrechners integriert ist und die Übergabestation zum Abtransport und Einlagerung der zugeschnittenen Roh-Platten. Über digitale-und analoge Schnittstellen werden mit Teilmodule mit dem Leitrechner verknüpft, der die Produktionsanlage steuert und Verfahrensabläufe optimiert. Er garantiert die rationelle Fertigung bei optimaler Auslastung. Die Diagnose- und Auswerttechnik, sowie die Sicherheitstechnik werden in der Datenbank des Leitrechners erfasst und gesteuert. In einem ersten Schritt wird das Leistungsverzeichnis mit den Kooperationspartnern erarbeitet und bildet die Grundlage für den Aufbau des Anlagendemonstrators. Die elektrische Steuerung und Programmierung der Anlage wird zunächst in die drei Teilmodule im Rahmen eines ganzheitlichen Ansatzes, mit dem übergeordneten Leitrechner abgebildet. Je nach Bedarf der drei Komponenten, kann jeder Teilbereich autonom betrieben werden. Mit der SPS z.B. 'Simatic S7' werden alle Planungs- und Produktionsprozesse gesteuert. Dies betrifft die Linearführungen, die Positioniersysteme, die Antriebe, die Hydraulikkomponenten, Bandführung, Sicherheitstechnik, Sensorik, Nockenschalter und Lichtschranken. Durch die vielfältigen Funktionen der SPS lassen sich individuelle Arbeitsabläufe und Bedürfnisse anpassen und ermöglichen ein Höchstmaß an Automatisierung und Flexibilität.
Das Projekt "Entwicklung einer Produktionsanlage zur ressourcen- und energieeffizienten Plattenherstellung aus Naturwerkstein (RE2RockCut), Teilprojekt: Definition und Implementierung von Optimierungsmaßnahmen zur Steigerung der Effizienz in der Naturwerksteinplatten-Fertigung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Wachenfeld Natursteinwerk GmbH.Im Rahmen des Forschungsvorhabens RE2RockCut wird eine vollautomatisch gesteuerte Produktionsanlage mit innovativer Bandsägetechnologie und einem Ultraschall-Messsystem zur wirtschaftlichen Herstellung von Naturwerksteinplatten entwickelt und in Form eines Anlagendemonstrators umgesetzt. Durch Einsatz eines Ultraschall-Messsystems werden die Gesteinsblöcke zu Anfang der Bearbeitung zerstörungsfrei auf Fehlstellen untersucht, sodass im Anschluss eine qualitätsorientierte Verwendung definiert werden kann. Sowohl die Ausbringrate als auch der Anteil der produktiven Fertigungszeit wird gesteigert. Weiterhin wird das entstehende Schnittgut beim Auftrennen der Gesteinsblöcke durch Verwendung einer Bandsägemaschine reduziert. Die Maschine ermöglicht es, wirtschaftlich auch in Losgröße 1 zu produzieren, wodurch eine Steigerung der Flexibilität erreicht wird und Lagerhaltung vermindert werden kann. Durch Automatisierungsmaßnahmen wird außerdem der Lohnkostenanteil gesenkt. Am Anfang des Projekts werden die notwendigen Anforderungen und Funktionen der Produktionsanlage in einem Lastenheft formuliert. Unterteilt werden diese zunächst auf die einzelnen Teilstationen der Anlage; dem Gesteinsblockdetektionsmodul, dem Schnittplanungsmodul und der Bandsägemaschine. Durch Automatisierungsmaßnahmen und bedarfsgerechte Vorrichtungen soll außerdem ein einfaches Handling der Gesteinsblöcke ermöglicht werden. Um die Ausbringmenge zu steigern, werden zur Technologieerprobung und -anpassung des Ultraschall-Messsystem Versuche an kleineren Kalkstein-, Mamor- und Granitblöcken durchgeführt. Nach Bau des Anlagendemonstrators wird das Gesteinsblockdetektionsmodul anschließend an üblichen Rohblock-Größen erprobt. Neben den Grundfunktionen der Produktionsanlage werden weitere Zusatzeinrichtungen hinsichtlich Sicherheit und Funktionalität konzipiert. Einerseits soll ein (kostengünstiges) Einstiegsmodell entstehen, andererseits eine möglichst umfangreiche, hoch automatisierte Produktionslösung.
Das Projekt "Entwicklung einer Produktionsanlage zur ressourcen- und energieeffizienten Plattenherstellung aus Naturwerkstein (RE2RockCut), Teilprojekt: Zerstörungsfreies Ultraschall-Transmissionsverfahren zur tomografischen Untersuchung von Natursteinblöcken" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Geotron Elektronik Rolf Krompholz.Verbundprojekt: Die Naturwerkstein-Branche verarbeitet Granit-, Marmor-, Kalk- und Sandsteinblöcke aus Steinbrüchen zu Plattenmaterialien. Eingesetzt werden diese beispielsweise für Fassaden- und Wandbekleidungen, Bodenbeläge oder Garten- und Landschaftsbauelemente. Das Auftrennen der Rohblöcke in Plattenformate erfolgt mit sogenannten Trennschleif-Verfahren, die einen breiten Schnittspalt und damit hohen Materialverschnitt erzeugen. Ein ressourceneffizienter Umgang mit dem Naturstein ist folglich nicht möglich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens RE2RockCut wird eine vollautomatisch gesteuerte Produktionsanlage mit innovativer Bandsägetechnologie und einem Ultraschall-Messsystem zur wirtschaftlichen Herstellung von Naturwerksteinplatten entwickelt und in Form eines Anlagendemonstrators umgesetzt. Teilvorhaben: Natursteinblöcke aus unterschiedlichstem Material zerstörungsfrei auf Risse und Fehlstellen zu untersuchen, ist bisher wirtschaftlich vertretbar nicht möglich. Deshalb werden mit einer Weiterentwicklung der aktuellen Ultraschall-Messtechnik, vor allem bezüglich optimaler Ankopplungsvarianten und höherer Sendeleistungen, eine präzise Laufzeitmessung auch bei großen Messstrecken (großen Natursteinplatten) und damit präzise Aussagen zur Materialbeschaffenheit von Natursteinblöcken angestrebt. In einer konzeptionellen Planung sind ausgehend vom derzeitigen Stand der notwendigen Ultraschall-Komponenten umfangreiche Arbeitspakete umzusetzen: Recherche erforderliche Materialien und Komponenten, Leistungsoptimierung der Prüfköpfe, Anpassung des Ultraschall-Generators, Entwicklung Signalerfassungseinheit, Erstellung einer modularen Messsoftware, Schaffung entsprechender Schnittstellen in der Software
Das Projekt "Entwicklung einer Produktionsanlage zur ressourcen- und energieeffizienten Plattenherstellung aus Naturwerkstein (RE2RockCut), Teilprojekt: Konzeption einer Bandsägemaschine zum Trennen von Naturstein-Rohblöcken" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kassel, Institut für Produktionstechnik und Logistik, Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren.Im Rahmen des Forschungsvorhabens RE2RockCut wird eine vollautomatisch gesteuerte Produktionsanlage mit innovativer Bandsägetechnologie und einem Ultraschall-Messsystem zur wirtschaftlichen Herstellung von Naturwerksteinplatten entwickelt und in Form eines Anlagendemonstrators umgesetzt. Anhand bedarfsgerechter Anforderungen wird die Bandsägemaschine in die Kernkomponenten Maschinengestell, Führungselemente, Haupt- und Nebenantriebe, Automatisierungs-Technik, Bandspannungsapparat, Sägebandführung, Kühlkonzept und Werkstückspanneinheit unterteilt. Wesentliche Anforderungen an die Bandsägemaschine sind ein hohes Maß an geometrischer und kinematischer Genauigkeit, hohe Prozesssicherheit, Dauerfestigkeitsvermögen, geringe Lärm-, Staub- und Umweltbelastung sowie eine gute Zugänglichkeit für Montage und Wartungsarbeiten. Die Konzeption der Komponenten der Bandsägemaschine erfolgt jeweils in einem separaten Teil-Arbeitspaket, die zum Abschluss in ein Gesamtkonzept der Bandsägemaschine zusammen geführt werden. Ausgangsbasis bildet eine technologische und wirtschaftliche Betrachtung der möglichen Bandsägemaschinen-Bauformen, auf deren Basis anschließend die Auslegung des Sägemaschinengestells erfolgt. Darauf aufbauend werden Führungselemente und Wegmesssysteme ausgelegt. Gefordert werden insbesondere eine hohe Arbeitsgenauigkeit sowie niedrige Betriebs- und Herstellkosten. Die Auslegung der Haupt- und Nebenantriebe erfolgt unter Berücksichtigung elektrischer, hydraulischer sowie mechanischer Konzepte. Im Bereich der Sägebandführung werden Rollen- und hydrostatische Bandführungen hinsichtlich Schnittgenauigkeit, Verschleißverhalten, Einstellmöglichkeit und Spurführung optimiert und die Rollen-Bandführungen zusätzlich für den Trockenschnitt optimiert. Weiterhin wird ein Werkzeugkühlkonzept entwickelt. Das Wasser zur Kühlung des Sägebands wird ressourcenschonend im Umlauf betrieben, die absetzbaren Gesteinspartikel werden in einem Schrägklärer mittels Sedimentation abgeschieden.