Hightech im Holzschnitt
Schweden, Partnerland der Hannover Messe 2019, bietet eine große Bandbreite faszinierender Automatisierungslösungen. Automatisierungspartner vieler Branchen – von der Automobilindustrie über die Verpackungstechnik oder von der Holzindustrie bis zum Bergbau – ist Festo. Wie Automatisierungstechnik des Unternehmens die schnellste Bandsägeanlage der Welt unterstützt, zeigt das Beispiel eines Sägewerks von Norra Timber im nordschwedischen Umeå.
„Mit unserer neuen automatisierten Säge erreichen wir eine Geschwindigkeit von 150 Metern pro Minute.“ Damit ist sie die schnellste Bandsägelinie der Welt, erklärt Johan Fredriksson vom schwedischen Holzlieferanten Norra Timber. Geliefert hat die modulare Linie die schwedische Niederlassung des US-amerikanischen Anlagenbauers USNR. An entscheidenden Stellen mit dabei: die flexiblen Funktionsterminals vom Typ CPX/VTSA zur Ansteuerung der Pneumatik und Hydraulik.
Johan Fredriksson ist Produktionsentwickler im Sägewerk Sävar Såg des schwedischen Holzlieferanten Norra Timber. Dieses liegt inmitten unendlicher Kiefern- und Fichtenwälder im Norden des Landes. Holz gibt es also in Hülle und Fülle. „Dennoch gilt es auch im harten Wettbewerb der Holzindustrie, in Hochtechnologie zu investieren, um die Produktivität und damit die Erträge zu steigern“, betont Fredriksson.
Ein weiteres Highlight des Sägewerks ist ein der Bandsägelinie vorgeschalteter Computertomograph. Dieser beurteilt die Qualität der Stämme und ermöglicht so ein optimales Schnittbild. Außerdem schützt er die Anlage, indem er Fremdkörper wie etwa Steinbrocken detektiert, die die Sägeblätter zerstören könnten. Im Sägeprozess selbst unterstützt Automatisierungstechnik von Festo mit den flexiblen Funktionsterminals CPX/VTSA und der Vielzahl an DNC Normzylindern die Modulbauweise: Dank flexibler Feldbusbausteine können die Anlagenmodule weltweit an individuelle Kundenwünsche angepasst werden. Die Ventilinseltechnologie mit deutlich geringerem Verdrahtungsaufwand verkürzt die Zeiten für Installation und Inbetriebnahme.
Höhere Holzerträge
Nicht ohne Stolz berichtet Fredriksson von höheren Erträgen: „Bisher konnten wir nur 50 % eines Stammes für zugesägte Bretter nutzen. Mit der neuen Bandsägelinie steigern wir die Holzausbeute pro Stamm um 6 %.“ Damit will Norra Timber seinen jährlichen Output bis ins Jahr 2020 auf 270.000 m³ gesägte Bretter erhöhen. Der Rest des Stammes entfällt auf Sägespäne, die die Zellstoff- und Papierindustrie nutzt, sowie Sägemehl und Borke für das eigene Blockheizkraftwerk, das die Wärme für die Trockner erzeugt.
„Die neue Bandsägelinie von USNR ist anderen Sägetechnologien überlegen, da sie mit ihren feinen und präzisen Schnitten vergleichsweise wenig Sägemehl und Sägespäne erzeugt“, sagt Sägewerksexperte Fredriksson. Ein weiterer Vorteil zur Steigerung der Produktivität: Die gesamte Bandsägelinie mit ihren einzelnen Modulen vermindert die Abstände zwischen den Stämmen entlang der Förderstrecke immer weiter, so dass die hohe Bandgeschwindigkeit auch genutzt werden kann.
Schnellere Inbetriebnahme
„Einen großen Beitrag zu unserer Modulbauweise leisten hier auch die Automatisierungsplattform CPX und die funktionsintegrierten Ventilinseln CPX/VTSA, die alle Antriebe – egal, ob pneumatisch, servopneumatisch oder hydraulisch – ansteuern“, bemerkt Jonas Ljung, Konstruktionsmanager bei USNR. Die robusten Ventilinseln in Bauart IP65 trotzen Staub, Sägemehl und Sägespäne und werden mit unterschiedlichen Druckzonen betrieben. Sie steuern die vielen Pneumatikzylinder vom Typ DNC und ADN an, die Positionier-, Klemm-, Zentrier- und Transportfunktionen übernehmen.
Hydraulische Antriebe erhalten ihre elektrischen Impulse über die Automatisierungsplattform CPX. Wo aufgrund der unterschiedlichen Dimensionen der Stämme mehr Flexibilität, also unterschiedliche Positionen beim Klemmen und Zentrieren, gefragt ist, werden die Pneumatikzylinder mit dem servopneumatischen Modul CMAX über die CPX/VTSA angesteuert. Die hierfür eingesetzten DNC Pneumatikzylinder sind zusätzlich mit einem Wegmesssystem ausgestattet, um die genaue Positionierung herbeiführen zu können.
Internationale Feldbusmodule
Die Verbindung zur Prozessleitebene hält das CPX Feldbusmodul. „Hier in Schweden verwenden wir dabei meist das Profinet-Modul oder bei anderen Kunden in Europa ModBus von Schneider Electric. In den USA und Kanada kann die Bandsägelinie aber mit dem Ethernet/IP-Modul oder dem DeviceNet-Modul auf der CPX ausgeliefert werden“, so Ljung über die hohe Flexibilität der funktionsintegrierten Ventilinseln von Festo.
Beim CPX/VTSA entfällt aufgrund der hohen Schutzart IP65 die Schaltschrankmontage. Damit und dank der Feldbustechnologie reduziert sich die Zeit für Installation und Inbetriebnahme um 65 %. Der Aufwand für Verdrahtung verringert sich, da es auch 80 % weniger Verbindungspunkte gibt. „Neben diesen Hard Facts zählt für uns aber auch, dass wir mit Festo seit über zehn Jahren einen Partner in der Automatisierungstechnik haben, dessen Automatisierungsexperten uns mit Service und Beratung stets zur Seite stehen – und zwar weltweit“, sagt Ljung vom Anlagenbauer USNR.
Erfolgreiche Zusammenarbeit
Langjähriger Partner von Norra Timber ist USNR – in Schweden bis vor kurzem unter dem Markennamen Söderhamn Eriksson bekannt. USNR ist eine weltweit führende US-amerikanische Unternehmensgruppe für Holzbearbeitungsmaschinen. Mit der Eingliederung von Söderhamn Eriksson haben sich die Nordamerikaner ein starkes Standbein in Nordeuropa geschaffen und gleichzeitig einen Technologieführer in der Holzverarbeitung an Land gezogen, denn in Sachen Geschwindigkeit, Produktivität und flexible Automatisierung haben sich die Schweden in der Branche weltweit einen Namen gemacht.
„Sehr erfreulich für uns war, dass USNR die neue Linie in zwei Wochen installiert hat, so dass wir nach vier Wochen wieder unter Volllast arbeiten konnten. Geplant waren über sechs Wochen Pause“, berichtet Projektleiter Fredriksson von Norra Timber. Möglich war die kürzere Inbetriebnahmezeit durch die Modulbauweise der Bandsägelinie. Reduzierer, Stammwender, Förderlinien und Bandsägeeinheiten sind eigenständige Einheiten, die als solche in den Montagehallen der schwedischen Niederlassung von USNR in Söderhamn mit ihrer kompletten Automatisierungstechnik erstellt und als Komplettmodule in die Werkshalle von Norra Timber eingebaut wurden.
Festo ist gleichzeitig Global Player und unabhängiges Familienunternehmen mit Sitz in Esslingen am Neckar. In der industriellen Automatisierungstechnik und technischen Bildung setzt Festo seit seinen Anfängen Maßstäbe und leistet damit einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung von Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. Das Unternehmen liefert pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik für 300.000 Kunden der Fabrik- und Prozessautomatisierung in über 35 Branchen. Wachsende Bedeutung erhalten Bereiche wie Digitalisierung, KI sowie LifeTech mit Medizintechnik- und Laborautomation. Produkte und Services sind in 176 Ländern der Erde erhältlich. Weltweit rund 20.800 Mitarbeitende in rund 60 Ländern mit über 250 Niederlassungen erwirtschafteten 2022 einen Umsatz von ca. 3,81 Mrd. €. Davon werden jährlich rund 7 % in Forschung und Entwicklung investiert. Im Lernunternehmen beträgt der Anteil der Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen 1,5 % vom Umsatz. Festo Didactic SE ist führender Anbieter in technischer Aus- und Weiterbildung und bietet seinen Kunden weltweit umfassende digitale und physische Lernlösungen im industriellen Umfeld an.
