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Servoregler treiben Mammut-Nähmaschinen an
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.
Synchroner Verbund aus oberem Nähkopf und darunter liegender Unterfadenstation in einer CNC-gesteuerten Anlage.
Synchroner Verbund aus oberem Nähkopf und darunter liegender Unterfadenstation in einer CNC-gesteuerten Anlage.Bild: sienk.de

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.

Zwei Nähköpfe lassen sich in einem Mammut-Steppautomaten P2S getrennt voneinander positionieren.
Zwei Nähköpfe lassen sich in einem Mammut-Steppautomaten P2S getrennt voneinander positionieren.Bild: sienk.de

Präzision mit 3.000 Stichen pro Minute

Bei den Anlagen der Nähmaschinenfabrik Emil Stutznäcker bestand die besondere Herausforderung darin, eine Antriebsregelung zu konzipieren, die bei 3.000 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 1.700 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 du?nne Fu?llmaterialien flexibel verarbeiten 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.

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Metronix Meßgeräte und Elektronik GmbH
http://www.metronix.de

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