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Sensorik So unterstützen Dehnungssensoren neue Biegekinematik

Autor / Redakteur: Daniel Hunold* / Sariana Kunze

Sensor Eine neue Biegekinematik von Salvagnini eröffnet weitere Einsatzbereiche über das traditionelle Biegen hinaus. Die MAC 2.0 Technologie erkennt Materialabweichungen während des Biegevorgangs und kompensiert diese automatisch. Dehnungssensoren leisten hierbei einen entscheidenden Beitrag.

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In der Manipulationseinheit eines vollelektrischen Biegezentrums regelt der Dehnungssensor DSRT von Baumer die Blechhaltekraft sicher und zuverlässig.
In der Manipulationseinheit eines vollelektrischen Biegezentrums regelt der Dehnungssensor DSRT von Baumer die Blechhaltekraft sicher und zuverlässig.
(Bild: Baumer)

Seit 50 Jahren entwirft, konstruiert und verkauft der italienische Konzern Salvagnini Maschinen und flexible Systeme für die Blechbearbeitung: Stanzmaschinen, Biegezentren, Abkantpressen, Faserlaserschneidmaschinen, FMS-Linien, automatische Blechlager und Software. Die Maschinen kommen z. B. bei der Produktion von Leuchten, Aufzugs- und Heizkesselverkleidungen, Schaltschränken und Metallmöbeln zum Einsatz. Mit vier Produktionsstätten, 23 Filialen und 30 Servicecentern bietet das Unternehmen in 75 Ländern zuverlässige und anpassbare Lösungen weltweit. Am Standort Ennsdorf in Österreich produziert Salvagnini im Jahr etwa 100 vollautomatische Biegeautomaten für die blechverarbeitende Industrie. Dort wird das elektrische Biegezentrum P1 hergestellt, das mit einer neuartigen Biegekinematik ausgestattet ist. Mit einem Platzbedarf von nur 8 m2, einem durchschnittlichen Energieverbrauch von 3 kW und einem guten Preisleistungsverhältnis reduziert es den Ausschuss, erhöht die Qualität und optimiert Produktionszeiten sowie Produktivität. Die Biegeeinheit ist das operative Herzstück des Biegezentrums von Salvagnini. Es besteht aus einem Biegewangenträger mit oberem und unterem Kantwerkzeug, einem Blechniederhalter, Gegenhalter und einem Manipulator.

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Biegen mit nur einem Werkzeug

Für den Biegevorgang bewegt der Manipulator die Blechtafel in die gewünschte Richtung und bringt die zu kantende Seite des Werkstückes vor der Biegeeinheit in die richtige Position. Der Niederhalter klemmt das Blech ein und hält es während der gesamten Bearbeitung fest. Mit kontrollierten Bahnbewegungen führen die Biegewangen in schneller Folge Abkantungen nach oben oder unten aus. Im Gegensatz zu traditionellen Abkantpressen mit nur einer Winkelgröße, kann das P1 Biegezentrum mit der patentierten Biegekinematik je nach Einstellung Winkel und Bögen unterschiedlichster Größen und Durchmesser erstellen. Das ermöglicht eine vielseitige Produktion von Profilen, Paneelen und anderen Halbfabrikaten.

Das effiziente Biegezentrum P1 schafft eine Biegung in weniger als zwei Sekunden mit nur einem Werkzeug. Dabei wirken verschiedene Kräfte auf das Werkstück ein. Diese müssen genau eingestellt und zuverlässig gemessen werden. Die Presskraft des Manipulators darf nicht zu groß sein. Sie führt sonst zu Abdrücken auf dem Blech. Gleichzeitig muss seine Haltekraft ausreichen, um das Werkstück mit größtmöglicher Geschwindigkeit sicher zu bewegen, ohne dass es verrutscht. Ein am Maschinenrahmen angebrachter Dehnungssensor DSRT von Baumer führt diese scheinbar gegensätzlichen Forderungen aus.

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DSRT
Kleiner Sensor mit hoher Auflösung

Der DSRT von Baumer ist ein kleiner Dehnungssensor mit einer Auflösung von 0,01 µÎµ. Er ist mit Messbereichen von 0..100 µÎµ bis 0..750 µÎµ (Microstrain: µm/m) erhältlich. Der Dehnungssensor eignet sich für statische und dynamische Anwendungen und lässt sich überall dort einsetzen, wo Dehnungen erwartet werden, zum Beispiel zur Prozessüberwachung in Pressen und Stanzen, zu Blattbelastungsmessungen in Windenergieanlagen oder beim Tiefziehen in der Verpackungstechnik. Mit der indirekten Kraftmessung lassen sich Kräfte in den Prozessen regeln und nachvollziehbar dokumentieren. Zudem wird die Reproduzierbarkeit der einzelnen Vorgänge und damit eine gleichbleibende Qualität sichergestellt. Der Dehnungssensor wird auf dehnungsbeanspruchte Bereiche der Anlage aufgeschraubt und bietet im Vergleich zu geklebten Dehnungsmessstreifen (DMS) Vorteile, da er wiederverwendbar ist, sich wesentlich schneller und einfacher montieren lässt, jederzeit ohne Nachkalibrieren austauschbar ist und eine hohe Applikationssicherheit bietet. Geringes mechanisches Setzen und Aufwärmdrift ermöglichen eine rasche Inbetriebnahme. Das Gerät ist 80 mm lang, 26 mm breit und 17 mm hoch.

Die Dehnungssensoren sind weich, reagieren schnell und können selbst kleinste Dehnungen oder Stauchungen präzise erfassen. Auch bei der Kraftüberwachung der Biegewangen spielt der Sensor eine wichtige Rolle. Je nach Winkelgröße wenden die Wangen mehr oder weniger Kraft für die Verformung des Werkstückes auf. Diese in jedem Fall vordefinierte Kraft darf sich über den ganzen Zyklus hinweg nicht über die Toleranzgrenzen hinaus bewegen. Der Dehnungssensor ist langzeitstabil, so der Hersteller. Einmal eingestellt, sorgt er für kontinuierliche Winkelgenauigkeit bei allen Messungen. Zu Qualitätszwecken können die Messwerte auch protokolliert werden. Dank der neuen MAC 2.0 Technologie hängen gute Biegeresultate nicht länger von der Materialqualität ab, denn nun können Materialabweichungen während des Biegevorgangs erkannt und automatisch kompensiert werden. Hauptzeitparallel überwachen die Dehnungssensoren die Beschaffenheit der zu bearbeitenden Bleche. Stellen sie Abweichungen außerhalb der Toleranzgrenze fest, lösen sie Bewegungsanpassungen der Biegewangen aus. Unregelmäßigkeiten im Material werden dadurch automatisch kompensiert.

Den Sensor einfach aufschrauben

„Mit den universell einsetzbaren Dehnungssensoren DSRT von Baumer haben wir die optimalen Komponenten für unsere Biegemaschinen gefunden“, bestätigt Peter Mascher, Leiter Elektrotechnik beim österreichischen Maschinenbauer Salvagnini. „Wir sind sehr zufrieden. Mit nur einem Sensor decken wir mehrere Applikationen ab. Das hält unsere Kosten für Beschaffung und Logistik niedrig. Er braucht nicht an das Design unserer Maschinen angepasst, sondern kann einfach auf die ideale Stelle aufgeschraubt werden. Dadurch sparen wir Zeit bei Entwicklung, Montage und Service und können all diese Vorteile an unsere Kunden weitergeben“. Der mechanische Aufbau des Sensors ist auf eine möglichst geringe Beeinflussung der Maschinenstruktur ausgelegt. Das ermöglicht gute Messergebnisse und eine zuverlässige sowie genaue Prozessteuerung. Die Sensoren gibt es mit verschiedenen Messbereichen von 100 μɛ bis 750 μɛ und den Ausgangssignalen Spannungsausgang +/- 10 DVC, Passiv und mit CANopen-Schnittstelle. Zudem entspricht das Gerät der Schutzart IP67.

* *Daniel Hunold, Business Development Manager, Baumer

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