Besser schlafen mit jedem Stich

Bei Matratzen zählen vor allem innere Werte – und die Qua­lität der äußeren Hülle. Es ist die Einheit aus Matratzen­kern und Matratzen­bezug, die für perfekten Liege­komfort und ent­spannten Schlaf sorgt. Bei den Bezügen handelt es sich um mehr­lagige Gewebe, die Mammut-Näh­maschi­nen aus Köln mit schmucken Stepp­nähten zum späteren Bezugs­stoff verbinden. Servo­antriebs­regler aus der Reihe ARS 2000 SE von Metronix nehmen im Herstell­prozess eine wesent­liche Rolle ein. Alles dreht sich buchs­täb­lich um perfekte Nähte und Muster. Kunden auf der ganzen Welt schätzen vor allem die Zuver­lässig­keit und Leistungs­fähigkeit der Textil­verarbeitungs­lösungen, mit dem blauen Mammut als Marken­zeichen. Die Näh­maschinen­fabrik Emil Stutznäcker aus Köln ist seit mehr als 140 Jahren spezi­ali­siert auf die Fer­tigung quali­tativ hoch­wertiger Näh­maschinen für die indus­trielle Steppung. Doch was macht eine gute Naht aus? „Sie muss immer gleich sein“, erklärt Olaf Offergeld aus der Elektronik­ent­wicklung des Familien­unter­nehmens treffend wie knapp. Gleich bedeutet zum Beispiel, den Faden bei jedem Stich immer mit der exakt gleichen Faden­spannung auf dem Mate­rial zu führen. Auch Fehl­stiche beein­trächtigen die Qualität und sind die Folge ausge­lassener Knoten auf der Unter­seite.

Konstant das gleiche Nahtbild

Ausgelassene Knoten beim Stepp­stich werden auf der Oberseite sichtbar durch doppelte oder mehrfache Stich­längen. Die Ursache dafür kann unter anderem durch eine mangelnde Synchro­nität zwischen der Nadel des Näh­kopfes und dem Greifer der Unter­faden­spule hervor­gerufen werden. Für beide Funk­tionen setzen die Kölner Antriebs­regler der Reihe ARS 2000 SE von Metronix aus Braun­schweig ein. „Die Servos haben wir mit Motoren und Getrieben zu einer Gesamt­lösung kom­bi­niert“, erzählt Thomas Hindrichs, Geschäfts­führer des Ingenieur­büros Peter Hindrichs. Das Unter­nehmen aus Ber­gheim pflegt eine lang­jährige Zusammen­arbeit mit Metronix und arbeitet als Engineering­­partner vor allem für OEM.

Präzision mit 3000 Stichen pro Minute

Bei den Anlagen der Näh­masc­hinenfabrik Emil Stutznäcker bestand die beson­dere Heraus­forderung darin, eine Antriebs­regelung zu konzi­pieren, die bei 3000 Um­drehungen in der Minute eine Winkel­grad­abw­eichung im Ver­bund von unter 0,5 Grad erreicht. „Liegen wir darüber, nähen wir nicht mehr sicher“, meint Olaf Offergeld. „Der Greifer muss genau dann zur Stelle sein, wenn der Nadel­faden in der Aufwärts­bewegung eine Schlinge gebildet hat.“ Die gebotene Prä­zi­sion ist auch dann gefragt, wenn etwa in den Viel­nadel­näh­ma­schinen Produktions­geschwindig­keiten bis zu 1700 Stiche in der Minute erreicht werden. „Bei einer Stich­länge von fünf Milli­metern sind das acht­einhalb Meter Naht pro Minute. Da kommt am Ende richtig was raus“, sagt Offergeld.

In einer ande­ren Maschinen­lösung hat das Ingenieur­büro Peter Hindrichs die servo­motorisch an­ge­trie­benen Näh­köpfe in einen mehrachs­koordinier­ten CNC-Verbund gebracht. Für die inter­polieren­de Positio­nierung kommen eben­falls Metronix ARS 2000 SE Regler zum Einsatz. Die Besonder­heit dieser Anlage besteht vor allem darin, besonders dicke, schwere aber auch dünne Füll­mate­rialien flexibel ver­arbeivten zu können. Bis zu zwei Näh­köpfe (Mammut P2A / P2S) sind auf dem Ober­portal instal­liert, die Unter­faden­führung folgt auf der Unter­seite des Gewebes mit einer prä­zisen Linien­führung. Die Besonder­heit dabei: Der Greifer muss nicht nur sta­tio­när zur exakten Zeit zur Stelle sein, nachdem die Nadel das Gewebe durch­drungen hat – er muss auch räum­lich präzise zur Stelle sein. Bis zu acht Servo­achsen arbeiten dafür im Verbund. Aus Sicht der Antriebs­technik steckt nach Ansicht von Metronix-Vertriebs­leiter Olaf Donner „dahinter eine an­spruchs­volle Rege­lung für eine alles andere als all­täg­liche Anwen­dung“. Die Metronix Servo­regler ARS 2000 SE punkten nach Aus­kunft von Donner vor allem mit ihren kurzen Abtast­zeiten von unter 32 μsec im Strom­regler. „Hier sind wir beson­ders schnell, was ein echter Vorteil ist.“ 

Thomas Hindrichs nutzt die ARS 2000 SE gerade in mehrachs­koordi­nierten Motion Control Anwen­dungen, weil sich die Servo­­regler aus Braunschweig „so univer­sell einsetzen lassen. Wir kön­nen damit ent­sprechend flexibel auch auf ganz spezielle Kunden­wünsche ein­gehen“. Dabei mache die Para­metrier­software „Metronix ServoCommander®“ das Leben im Engineering vergleichs­weise einfach – zumal die ARS 2000 SE „ohne Kauf von Options­karten mit fast allen Geber­systemen klar kommen“. Linear­antrieb, Torque­motor, Synchron­servo: Unerheb­lich sei eben­falls, welcher Motor letzt­lich auf der Aktorik­seite ange­schlos­sen ist.

Einfache Kodierung im Achs­verbund

Eingebunden sind die bis zu acht Servo­regler einer Näh­maschine per CAN-Bus Kom­munika­tion in die CNC-Maschinen­steuerung. Jede Achse er­hält dabei eine definierte CAN-Knoten­nummer. Sie weist dem Regler seinen festen Platz innerhalb des Antriebs­verbundes zu – sowohl räum­lich, als auch funk­tional. Realisiert ist die Auf­gaben­zuordnung über eine binäre Kodie­rung im An­schluss­stecker. Steht der Code beispiels­weise auf 1001 weiß der Servo, dass er im Betrieb zum Bei­spiel als Greifer­servo zu arbei­ten hat. 1010 kann wiederum für den An­trieb eines Näh­kopfes stehen.

Dieses Kon­zept hat in der Praxis enorme Vorteile, die Antriebs­regler – unab­hängig von ihrer jewei­ligen Auf­gabe – standardi­sieren zu können. Sämt­liche in den Näh­maschi­nen auf­treten­den Parameter­sätze sind im ARS 2000 SE von Metronix auf der im Gerät inte­grierten SD-Karte ge­spei­chert. Die Kodie­rung im Stecker sorgt beim Booten der Geräte dafür, dass der für die Appli­kation passende Para­meter­satz geladen wird. Aus dem Generalisten wird so – ganz auto­matisch – der Spezia­list. 15 unterschiedliche Sätze sind auf der SD-Karte abgelegt. 16 wären mit den vier binären Stellen möglich.

Die Trennung der Regler­hardware von der Antriebs­software bringt für die Näh­maschinen­bauer aus Köln gerade im Ersatz­teil­geschäft enorme Vor­teile mit sich. „Wir brauchen keine Fragen mehr stellen, welches Gerät genau ersetzt werden soll. Damit kann es auch nicht mehr passieren, dass Regler mit einem bestim­mten Parameter­satz verschickt wird, der dann doch nicht passt“, freut sich Olaf Offergeld. Zudem haben die Kunden der Näh­maschinen­fabrik Emil Stutznäcker die Möglich­keit, sich Ersatz aufs Lager zu legen, der eben nicht funk­tional gebunden ist. Eine mög­liche Geräte­varianz wird ledig­lich von der Leis­tungs­klasse erzeugt und nicht von der Para­metrie­rung. „Wir liefern ganz einfach einen Genera­listen aus, der auf seiner SD-Karte alles für seinen späteren Job an Bord hat. Das ist ein tolles Feature.“

Fazit

Die Mammut Mammut P2A / P2S ist konzi­piert für die flexible Produk­tion kleinster Los­größen und schafft dabei die Grund­lage ein weiteres Feld an Textilien her­zu­stellen: von Stepp­decken, Tages­decken, Matratzen­platten bis hin zu Polster­auflagen. Die Servo­antriebs­technik von Metronix sorgt ihrer­seits in Verbin­dung mit der einge­setzten CNC-Steuevrung dafür, dass Ferti­gungs­aufträge ohne nennens­werte Rüst­zeiten auf Knopf­druck gewech­selt werden können.

Autor: Dipl.-Sozialwirt Thorsten Sienk, freier Fachredakteur, Bodenwerder