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DER KONSTRUKTEUR 11/2019

DER KONSTRUKTEUR 11/2019

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ATMUNG UNTER KONTROLLE PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Bei der Verarbeitung von Aluminium- Druckgussteilen ist Präzision gefragt, besonders wenn es um die Überwachung der Werkzeugatmung geht. Der gezielte Einsatz induktiver Sensoren minimiert langwierige und teure Nacharbeiten und verlängert zudem die Haltbarkeit des Werkzeugs deutlich. Werden Aluminium-Druckgussteile gefertigt, ist hoher Druck von ca. 600 bis 1 000 bar notwendig, um das flüssige, rund 700 bis 900 °C heiße Material in eine vorgewärmte Stahlform zu pressen. Die Schusszeit beträgt dabei nur etwa 50 bis 100 ms. Die Form, in die das Aluminium gepresst wird, besteht aus zwei Werkzeughälften, die mit enormer Kraft von über 1 000 t Druck zusammengehalten werden. Beim Einspritzen entsteht durch den hohen Druck ein kleiner Spalt zwischen den Werkzeughälften. Dieser Vorgang wird als Werkzeugatmung bezeichnet. Wird dieser Spalt zu groß, wirkt sich das negativ auf den Herstellungsprozess aus, denn es entstehen Ausfransungen am Bauteil, die als Flitter bezeichnet werden. Die Hersteller legen dem Produktionsprozess hohe Qualitätsanforderungen zugrunde, weswegen Flitter aufwändig nachgearbeitet werden muss und unausweichlich zu Zeitverlust und hohen Folgekosten führt. Ein weiterer negativer Aspekt sind Aluminiumrückstände, die am Autor: Dipl.-Ing. Stefan Stelzl, Produktmanager Sensorik, MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg Werkzeug verbleiben. Sie führen zu erhöhtem Verschleiß und verringern dadurch die Standzeit des Werkzeugs. PRÄZISE MESSUNG DER WERKZEUGATMUNG DIE WIRBELSTROMBASIERTEN SENSOREN ÜBERWACHEN DIE WERKZEUGATMUNG MIT HOHER GENAUIGKEIT Eine einfache, schnelle sowie zuverlässige Überwachung der Werkzeugatmung leisten induktive Sensoren auf Wirbelstrombasis von Micro-Epsilon. Die Sensoren der Reihe EddyNCDT 3005 sind wegen ihres robusten Aufbaus und ihrer Kompaktheit für derlei Applikationen ideal geeignet. Sie sorgen dank ihrer fortschrittlichen Sensortechnologie für eine durchgehende und hochpräzise Spaltüberwachung und dadurch für einen effizienteren Herstellungsprozess. In der Regel werden bei der Überwachung der Werkzeugatmung drei bis vier Wirbelstromsysteme angebracht, die die Ausdehnung bzw. die Spaltöffnung des Werkzeuges mikrometergenau bestimmen. Ein Messsystem besteht dabei aus einem kompakten und robusten Controller, der zusammen mit dem Kabel und dem Sensor eine feste Einheit bildet. Dieser integrierte Systemaufbau steigert die Robustheit und die Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflussfaktoren. Das System ist somit gegenüber der rauen Industrieumgebung mit hohen Temperaturen von bis zu 100 °C am Sensor, Staub, Schmutz, Vibrationen und Druck geschützt und liefert umgebungsunabhängig präzise Messergebnisse. Die kompakte Bauweise der Systeme ermöglicht eine einfache Integration auch in bereits bestehende Anlagen. 60 DER KONSTRUKTEUR 11/2019

1.13.0??.2XX 1.13.0??.4XX vorne 41×61mm 41×83mm hinten iStock © Wenjie Dong 01 Die Sensoren der Reihe EddyNCDT 3005 sorgen für eine durchgehende und hochpräzise Spaltüberwachung und dadurch für einen effizienteren Herstellungsprozess fast forward solutions Modular Mechatronic Drive Solutions 02 Die wirbelstrombasierten Sensoren sind optimal auf die hohen Anforderungen im Herstellungsprozess von Alu-Druckgussteilen abgestimmt und zeichnen sich durch ihre hohe Genauigkeit, Grenzfrequenz und Temperaturstabilität aus | Unzählige vordefi nierte Varianten | Lösungen wie maßgeschneidert INDUKTIVES MESSVERFAHREN AUF WIRBELSTROMBASIS Das Wirbelstrommessprinzip nimmt unter den induktiven Messverfahren eine Sonderstellung ein. Der Effekt zur Messung via Wirbelstrom beruht auf dem Entzug von Energie aus einem Schwingkreis. Diese Energie ist zur Induktion von Wirbelströmen in elektrisch leitfähige Materialien nötig. Hierbei wird eine Spule mit Wechselstrom gespeist, worauf sich ein Magnetfeld um die Spule ausbildet. Befindet sich nun ein elektrisch leitender Gegenstand in diesem Magnetfeld, entstehen darin – gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz – Wirbelströme, die ein Feld bilden. Dieses Feld wirkt dem Feld der Spule entgegen, was eine Änderung der Spulenimpedanz nach sich zieht. Diese Impedanz lässt sich als Änderung der Amplitude und der Phasenlage der Sensorspule als messbare Größe am Controller abgreifen. SPS – Smart Production Solutions 26.11. – 28.11.2019 Halle 1 | Stand 230 EFFIZIENTE SPALTÜBERWACHUNG IN DRUCKGUSSMASCHINEN Wirbelstrombasierte Sensoren von Micro-Epsilon sind aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Technologie optimal auf die hohen Anforderungen im Herstellungsprozess von Alu- Druckgussteilen abgestimmt. Im Gegensatz zu herkömmlichen induktiven Sensoren zeichnen sie sich durch ihre hohe Genauigkeit, Grenzfrequenz und Temperaturstabilität aus. Die Systeme halten je nach Modell Temperaturen von bis zu + 200 °C stand. Dank der aktiven Temperaturkompensation liefern sie auch bei Temperaturschwankungen hochgenaue Ergebnisse. Zudem werden bei einer Messfrequenz von bis zu 5 kHz Bewegungen sehr schnell erfasst. Ein weiterer positiver Aspekt sind die Bedienerfreundlichkeit und das optimale Preis-Leistungs-Verhältnis, das die Sensoren für OEM- und Serienapplikationen prädestiniert. Bei höheren Stückzahlen sind darüber hinaus Anpassungen an die kundenseitigen Anforderungen möglich. Bilder: Bocos Benedict/Fotolia, MICRO-EPSILON www.micro-epsilon.de Modulares System: | DC Motoren | Getriebe | Bremsen | Encoder bMotion Modular Mechatronic Drive Solutions www.buehlermotor.com

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