Energikæder til en XXL 3D-vandstråleskæremaskine

Ridder er kendt som specialist i vandstråleskæring: Vandstråler leverer et næsten ufatteligt tryk (3.800 bar) for at adskille metaller og plast. Fordelene ved den kolde "" proces er, at der ikke udvikles skadelige emissioner under skæringen, og at skærefladen får en perfekt finish, selv uden efterbearbejdning. Og der er ingen forvrængning i skæringen.
Ridder udviklede oprindeligt systemer med et skærebord til 2D-bearbejdning. Senere kom der 3D-lineære robotsystemer i Waricut-serien, som bevægede sig på lodrette akser. Men dette er den største maskine, som Ridder har sat i drift til dato:
Anssems Group, der er baseret i Holland, har bestilt en femakset vandstråleskæremaskine med et skærevolumen på 32.050 x 5.050 x 1.900 mm (X/Y/Z-akse) til produktion af hestetrailere. To broer, hver med et 3D-skærehoved, bevæger sig på 32 meter lange lineære robotakser. Maskinen er opdelt i fire kabiner, så de to skærehoveder hver kan bearbejde en komponent, mens de to andre kabiner skiftes ud. Det sikrer en kontinuerlig udnyttelse af systemet. Hvert skærehoved kan flyttes til alle fire kabiner, hvilket sikrer høj fleksibilitet og tilgængelighed.
Vandstråleskæremaskinens opgave i produktionen bliver at bearbejde de glasfiberforstærkede plastoverbygninger, der blev lamineret og formet i de foregående arbejdstrin, og f.eks. lave dørudskæringer i hestetraileren. Den opnår meget høj præcision. Mens systemerne normalt arbejder med en nøjagtighed på ≤ ± 20µm pr. meter, betyder de lange bevægelser, at dette system har en nøjagtighed på 50µm. Ridders designingeniører skulle løse problemet med at forsyne skærehovederne med energi, signaler, trykluft og (selvfølgelig) vand. Der skulle også tages højde for de høje maksimale kørehastigheder for den lineære akse (20 m/min). Men det største problem var den lange vandring. I betragtning af disse længder er det særligt sandsynligt, at kædens øverste led simpelthen hviler på det nederste led (princippet om glidende energikæder). Dette system kunne således ikke glide af to grunde: Den tunge fyldning og den lange rejseafstand ville have skabt for meget friktion. Og højtryksledningen til vandforsyningen kræver en større bøjningsradius, så "kæde på kæde" princippet var udelukket.

Designerne valgte en løsning, som allerede har vist sit værd i andre Ridder-systemer: En polymer-energikæde i E4.1-serien. Energikæden er 100 mm bred og 56 mm høj. Ud over højtrykskablet med en diameter på 1/4 tomme indeholder den også de særlige chainflex-energikabler til 3D-skærehovedet, som er egnet til kontinuerlig bevægelse, og CAN-buskablerne til kommunikation. En tværstang i midten sikrer en pålidelig adskillelse af højtrykskablet fra det elektriske kabel. For at holde de to kæder så korte som muligt med en vandring på 32 meter, sker indføringen midt i kørebanen.
Der skulle dog også findes en løsning på problemet med, at kæden falder af. Hvis der kan samle sig spåner på oversiden af det nederste løb, må man opgive princippet med den glidende kæde, fordi spånerne kan beskadige de kædedele, der glider oven på hinanden. Til disse tilfælde blev det såkaldte guidelok-system til energikæder udviklet, som gør det muligt at styre det øverste løb uafhængigt. Det består af støtteelementer arrangeret i par, hvori der er monteret drejelige rulleholdere. Når kæden føres forbi medbringerne, svinger rulleholderne ind og derefter ud igen for at føre kæden. Det øverste løb hviler således på rulleholderen og opretholder afstanden til det nederste løb. Dette princip har også den fordel, at kædens bøjningsradius kan bestemmes frit: Den er simpelthen resultatet af den højde, hvor rulleholderne er fastgjort.
På denne måde kan man med meget enkle midler og få komponenter sikre en meget stærk styring af det øverste løb - og energikædens ustøttede længde kan øges betydeligt. Da kæden i guidelok-systemet styres af ruller, kræves der meget lidt træk- og skubbekraft for at bevæge den, hvilket sikrer en energieffektiv og jævn kørsel af kæden.
Testresultaterne har nu også bekræftet systemets ydeevne. Når den tages i brug, placeres flere fiksturer med traileroverbygninger præcist i en kabine, og et 3D CAD/CAM-program muliggør fuldautomatisk bearbejdning af de glasfiberforstærkede plastoverbygninger. Det bevægelige skærehoved, som kan svinge ± 95° og rotere ± 540°, gør det muligt at skære selv i svært tilgængelige områder. Og mens systemet arbejder sig gennem programmet i to kabiner, kan de to andre allerede fyldes med nye komponenter.