Společnost Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., se již více jak 65 let specializuje na výzkum, vývoj a dodávky moderních automatických linek pro výrobu obalového skla. Zaměřuje se především na zařízení tzv. teplého konce výrobní linky. Ta roztavenou sklovinu přetvářejí do podoby skleněného obalu – láhve nebo sklenice. Jedná se o vysoce výkonné a spolehlivé stroje, které pracují v náročných podmínkách skláren v nepřetržitém provozu. Mezi ně patří zařízení pro tvorbu kapky (tzv. mechanická část dávkovače skloviny), řadový tvarovací stroj typu IS (Individual Section), dopravní cesty stroje a zasouvač výrobků do chladicí pece. Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., je jedním ze šesti evropských výrobců zařízení tohoto typu. Stejně jako jiná průmyslová odvětví i sklářský průmysl se nadále vyvíjí a požadavky sklářů rostou. Především se klade důraz na úspory energií, na zvyšování výrobní rychlosti strojů a jejich efektivitu (při současném zvyšování kvality skleněných obalů) a pochopitelně také na bezpečnost obsluhy strojů. K splnění těchto požadavků je zapotřebí moderní zařízení, které obsahuje prvky současných špičkových technologii. Ing. Jana Koreně, výkonného ředitele pro obchod a technický rozvoj společnosti Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., jsme se zeptali: Jak se rodí unikátní sklářský stroj? Před osmi lety jsme zahájili vývoj nového zařízení, které zcela splní (či dokonce předčí) požadavky sklářů. Hlavní myšlenkou projektu bylo vyvinout úplně nový a na trhu unikátní stroj, který bude vysoce výkonný, spolehlivý, bezpečný a ergonomický. Který rozšíří stávající sortiment strojů pro jedno- a dvoukapkovou výrobu o stroj s možností tří- až čtyřkapkové výroby (počet kapek skloviny zpracovávaných najednou v jedné sekci stroje). Energetická náročnost konvenčních strojů typu AL pro jedno- a dvoukapkovou výrobu je dána především tím, že většina mechanismů stroje je poháněna stlačeným vzduchem, jehož příprava je relativně drahá. Pneumatické mechanismy mají řadu nevýhod, které brání ve zvyšování výrobní rychlosti strojů. Největším problémem je omezená možnost řízení pohybů pneumatických mechanismů a jejich tlumení v krajních polohách. Proto se vývoj nového strojního zařízení zaměřil převážně na záměnu stávajících pneumatických pohonů za moderní elektrické servopohony. Vývojový tým společnosti Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., navázal na bohaté zkušenosti s aplikací servopohonů do zařízení teplého konce výrobní linky. Např. na servodávkovač skloviny typu DPS 4-1, který byl uveden na trh v roce 2004, jehož konstrukce byla a stále je unikátní a tento dávkovač doposud má využití pro jedno- a dvoukapkové výrobní linky. Dnešní špičková technika se neobejde bez moderních řídicích systémů. Jak je tomu u vás? Podobně. Společně se zahájením vývoje nové mechanické struktury zařízení horkého konce výrobní linky bylo rozhodnuto o vývoji nového řídicího systému pro tato zařízení. Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., doposud nakupoval řídicí systémy od externích výrobců, na nichž byl závislý, a jen v omezené míře se dařilo tyto systémy dále rozvíjet. První etapa vývoje byla ukončena v roce 2010, kdy byl vyvinut nový dávkovač skloviny DPS 5-1 a nový řadový tvarovací s obchodním názvem ISS (Idividual Section Servo). Obě zařízení byla určena pro dvou- a tříkapkovou výrobu. Společně s vývojem mechanické části zařízení horkého konce linky byl vyvinut nový řídicí systém SDT-10, a to na bázi prvků Siemens určených pro průmyslovou automatizaci. Hlavní rysem nově vyvinutého stroje ISS je aplikace servopohonů do tzv. mechanismů otevírání a zavírání forem. Tento mechanismus byl zcela přepracován v porovnání s konvenčním strojem typu IS. Nejen jeho mechanická struktura byla výrazně změněna (držáky forem se vůči sobě pohybují lineárně), ale přepracován byl i systém držení vlastních forem pro tvarování skla a také systém chlazení forem. Podaří se vždycky všechno napoprvé? Ne. Např. prototypy strojů DSP 5-1 a ISS byly více než rok testovány v prostorách Sklostroje Turnov CZ, s. r. o., a poté byly nainstalovány do ostrého provozu na sklárně. I naše prototypy trpěly některými dětskými nemocemi. Reálný provoz „pod sklem“ byl nejenom těžkou zkouškou pro nově vyvinutá zařízení. Zároveň (a to bylo na něm cenné) ukázal na slabá místa k dalšímu řešení. Na základě získaných informací vývoj zařízení pokračoval a byl dokončen v polovině roku 2015, kdy byl na trh uveden stroj ISS II. generace pro dvou-, tří- až čtyřkapkovou výrobu. Výsledkem vývoje je zcela nové a na trhu unikátní zařízení horkého konce výrobní linky na obalové sklo složené z dávkovače skloviny typu DSP 5-1, řadového tvarovacího stroje ISS a zcela nového pětiosého zasouvače výrobků do chladicí pece ZO 230. O řízení těchto zařízení se stará řídicí systém SDT-10. V případě dávkovače skloviny DPS 5-1 byl zcela přepracován tzv. mechanismus plunžrů – zařízení, které tvaruje kapku skloviny a do jisté míry i ovlivňuje její hmotnost. Oproti předchozímu řešení tohoto mechanismu (dávkovače skloviny DSP 4-1) je každý plunžr poháněn elektrickým servopohonem, takže jednotlivé plunžry jsou na sobě mechanicky nezávislé. To umožňuje přesnou regulaci hmotnosti a tvaru každé kapky skloviny, které jsou současně tvarovány v průběhu jednoho pracovního cyklu. Proč lze konstrukci řadového tvarovacího stroje ISS označit za revoluční? S konvenčním strojem typu AL nezůstalo mnoho společného. Kromě vlastní technologie tvarování skloviny. Všechny mechanismy stanice stroje byly nově navrženy. Všechny pneupohony u klíčových mechanismů byly nahrazeny elektrickými servopohony, a to včetně mechanismu ústníku. Jistých změn doznalo také uspořádání mechanismů v rámci stanice stroje, především mechanismů nebo jejich pohonů, které jsou u konvenčního stroje typu AL uloženy uvnitř stanice stroje. Nyní byly umístěny mimo. Tím jsou lépe dostupné při seřizování a údržbě. Navzdory zažitým konvencím byly mechanismy závěrné hlavy a konečné hlavy odtrženy od stanice stroje a přesunuty na tzv. nosník mechanismů, který se nachází v prostoru nad stanicemi stroje. Toto nekonvenční uspořádání mechanismů přispělo k výraznému zvýšení ergonomie stroje. Prostor stanice stroje byl uvolněn a zpřístupněn obsluze stroje. Velký důraz byl položen na novou koncepci systému chlazení forem, tj. na distribuci chladicího vzduchu v rámci stanice stroje až po vlastní formy. Aplikace elektrických servopohonů do všech mechanismů stroje umožňuje přesné a opakovatelné řízení jejich pohybů. To má pozitivní vliv na výslednou výrobní rychlost stroje i průběh tvarovacího procesu, tj. na výslednou kvalitu skleněných obalů. Jak se změnily produkční parametry stroje? Zatímco konstrukční rychlost stroje typu AL s pneumatickými pohony je stanovena na 18 taktů.min-1, v případě stroje ISS to je 25 taktů. min-1. Zatím nejvyšší potvrzená výrobní rychlost stroje ISS v reálném provozu je 19 taktů. min-1, při výrobě sklenice na dětskou výživu o hmotnosti 84 g v tříkapkovém režimu na osmisekčním stroji to znamená, že za 24 hodin se vyrobí 656 640 ks sklenic a zpracuje 55 tun skloviny. Další parametrem, který výrazně ovlivňuje výrobní rychlost stroje, je jeho schopnost odvádět teplo ze zpracovávané skloviny. To je dáno účinností chladicího systému stroje. Uživatelé strojů ISS potvrdili, že účinnost chladicího systému stroje ISS je ve srovnání s konvenčními stroji výrazně vyšší. V některých případech bylo možné výrobní rychlost u konkrétních výrobků zvýšit až o 20 % oproti výrobní rychlosti na konvenčním stroji, při současném zachování (nebo dokonce zvýšení) úrovně kvality výrobků. Jedním z takových výrobků je láhev o objemu 1 l a hmotnosti 348 g, vyráběná na stroji ISS 8 v dvoukapkovém způsobu výroby technologií NNPB výrobní rychlostí 10,65 taktů.min-1. Stroj ISS je dostupný ve 4-, 6-, 8-, 10- a 12stanicovém provedení. Stroj může být provozován v dvou-, tří- a čtyřkapkovém způsobu výroby, technologií dvakrát-foukací, liso-foukací a úzkohrdlou liso-foukací. Padla zmínka o řídicím systému SDT-10. Oč se stará konkrétně? O řízení všech prvků horkého konce linky. Jako hlavní řídicí jednotky jsou použity moduly Siemens SIMOTION D445-2 a moduly pohonů SINAMICS S120. Řídicí systém rovněž obsahuje SAFETY prvky, které výrazně přispěly ke zvýšení úrovně bezpečnosti řídicího systému (Performance Level = d). Pro představu o velikosti řídicího systému poslouží jednoduchý parametr: výrobní linka s dávkovačem skloviny DSP 5-1, s 12sekčním strojem ISS, se servozasouvačem výrobků ZO230 obsahuje celkem 159 servoos, stovky digitálních vstupů a výstupů a až 108 analogových výstupů. Aplikací elektrických servopohonů a využitím moderních prvků řídicího systému založeného na prvcích Siemens se výrazně snížila energetická náročnost provozu horkého konce výrobní linky. Důvody jsou dva: první – stroj ISS nepotřebuje pro pohon mechanismů stlačený vzduch. Druhý je skryt v řídicím systému. Ten využívá tzv. Siemens Active Line Modul, jenž umožňuje rekuperaci proudu s definovaným cos(φ). V reálném provozu stroje ISS 8 bylo ověřeno, že úspora elektrické energie ve srovnání s konvenčním strojem AL 118-2-2 je 40 %. Existuje na současném trhu konkurenční výrobek shodných parametrů? Za Sklostroj Turnov CZ, s. r. o., mohu hrdě potvrdit, že nikoliv. Aspoň co se týká počtu servoos a srovnatelných výkonů, jako je tomu u stroje typu ISS. Určitě se sluší připomenout, že jeho vývoj byl spolufinancován z prostředků Ministerstva obchodu a průmyslu z dotačního titulu TIP, evidenční číslo projektu FR-TI4/709. /lav/