Lineareinheiten für Messsysteme

Messen am langen Band

Freitragende Längen bis drei Meter, Kompensation hoher Torsionskräfte am Führungsschlitten sowie ein präziser und ruhiger Gleichlauf zweier Linearachsen - das sind die Vorgaben bei EMG Automation für Lineareinheiten am Messsystem, bei dem es um die Prüfung von Zugfestigkeit und Streckgrenze am laufenden Stahlband geht.

Auf dem Führungsschlitten der Lineareinheit Duoline lassen sich auf einfache Weise Lasten anbringen - im konkreten Fall trägt er die Messköpfe des Prüfgeräts. (Foto: R+K)

Das Prüfgerät bestimmt während des laufenden Prozesses automatisch und zerstörungsfrei die mechanischen Kennwerte Zugfestigkeit und Streckgrenze ferromagnetischer Stahlbänder mit Dicken von 0,15 bis 6,0 Millimeter. Es kommt vor allem zur Prozessoptimierung in Feuerverzinkungs-, Durchlaufglüh- und Verzinnungsanlagen zum Einsatz. Die aufzuwickelnden Stahlbänder laufen dabei horizontal zwischen zwei typgleichen Lineareinheiten hindurch. Die beiden Achsen sind über eine dritte Übertragungsachse miteinander verbunden und werden durch eine spezielle Elektronik angesteuert. An den Schlitten der Lineareinheiten und damit auf der Ober- und Unterseite des zu prüfenden Stahlbands sind zwei identische Messköpfe über Flansche befestigt - die Basis des Impoc-Pro-Systems von EMG Automation. Jeder Messkopf besteht aus einer Magnetisierungsspule und einem Magnetfeldsensor. Während der Messzyklen bewegen sich die Messeinrichtungen oszillierend über das laufende Band. Dabei wird das Stahlband durch die Magnetisierungsspulen lokal und periodisch magnetisiert. Anschließend messen die hochempfindlichen Magnetfeldsensoren den Gradienten der magnetischen Restfeldstärke in Ampere pro Quadratmeter auf der Ober- und Unterseite des Bandes. Aus diesem Gradienten lassen sich über Regressionsbeziehungen die mechanischen Kennwerte des Stahlbands über seine gesamte Breite und Länge ermitteln. Sie werden online in einer Grafik auf einem Auswerterechner in der Schaltwarte visualisiert und aufgezeichnet. Überschreitet ein Kennwert die Toleranzgrenze, erfolgt automatisch eine Sperrmeldung mit Hinweisen auf die entsprechenden fehlerhaften Bandbereiche.

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Prüfung wird vereinfacht - Nebenzeiten sinken

Diese kontinuierliche zerstörungsfreie Messung vereinfacht die Beurteilung der Bandqualität und beschleunigt den Produktionsprozess. Aufgrund der kontinuierlichen Online-Überwachung der mechanischen Kennwerte Zugfestigkeit und Streckgrenze kann die Anzahl der zerstörenden Prüfungen, die bisher zur Begutachtung nötig war, reduziert werden. Dies geht mit einer deutlichen Einsparung von für diese Tätigkeit aufzuwendenden unproduktiven Nebenzeiten einher. Zudem werden Materialkosten eingespart. Vor allem aber können Veränderungen der Materialeigenschaften schnell erkannt und durch einen entsprechenden Eingriff in den Prozess bereits frühzeitig behoben werden.

Obwohl EMG selbst Spezialist für Automatisierungstechnik ist, entschied sich das Unternehmen bei der Konstruktion des Prüfsystems für zahnriemengetriebene Lineareinheiten von Rose+Krieger vom Typ RK Duoline Z 120. Als Grund nennt der zuständige Produktmanager bei EMG neben dem gut abgedichteten Zahnriemen vor allem die Zuverlässigkeit der Einheiten; es habe hier noch keinen technischen Ausfall gegeben, heißt es. Auch der integrierte Endschalter spreche für die Linearachsen aus Minden. Der Schalter gestattet die Einstellung der Hublänge und verhindert ein Verfahren der Einheit bis zum Anschlag. Eine Herausforderung lag in der Versteifung der Achsen, um ein Verdrehen und Aufschwingen zu vermeiden. Dieses Problem wurde gelöst, indem an die Nuten der Duoline-Linearachsen zusätzlich 50er Profile mit Zuganker geschraubt wurden. Die Achsen ermöglichen höchste Effizienz auf kleinstem Raum und sorgen so für mehr Flexibilität in automatisierten Abläufen, so die Erfahrung von EMG.

Linearachsen aus dem Baukasten

Vier Baugrößen, variable Motoranschlüsse sowie Klemm- und Nutenleisten senken den Konstruktionsaufwand und vereinfachen die kundenspezifische Anpassung. Sämtliche Modelle der vier grundsätzlichen Baugrößen 160/120/80/60 basieren auf speziellen Aluminiumprofilen und einer einheitlichen Baukastenstruktur. Die Linearführungen sind mit oder ohne Antrieb sowie wahlweise als Zahnriemen- oder Spindelantrieb erhältlich. Kugelschienenführungen sorgen für hohe Belastbarkeit, Dynamik und Lebensdauer. Durch Kapselung mit Edelstahlband erreichen alle Duoline-Varianten die Schutzart IP 40. Bei spindelgetriebenen Achsen verkürzt eine mitlaufende Spindelunterstützung die freitragende Länge, beseitigt störende Vibrationen und sorgt für mehr Laufruhe. Die zahnriemengetriebene Einheit verfügt über einen variablen Motoranschluss. Damit lassen sich optional angebotene Kupplungs- und Zapfenadapter an allen vier Abgängen der Umlenkung anbringen. Zur Befestigung von Nutzlasten und kundenspezifischem Zubehör dienen seitlich und an der Unterseite angeordnete Blocan-Profilnuten in Verbindung mit Spannpratzen. Die zur Montage erforderlichen Nutensteine können auch nachträglich in die Profilnuten eingesetzt werden.

Einfache Wartung durch zentrale Schmierung

Die Lineareinheiten der Duoline-Generation können in jeder beliebigen Schlittenposition geschmiert werden. Das Anfahren einer besonderen Wartungsposition oder die Demontage von gegebenenfalls vorhandenen Anbauteilen ist nicht erforderlich. Dafür sorgen seitlich am Schlitten jeder Linearführung angebrachte Trichterschmiernippel. Die zentrale Schmiermöglichkeit beschleunigt und vereinfacht die Wartung. Da die Trichterschmiernippel eingeschraubt sind, bieten sie dem Kunden zusätzliche Variationsmöglichkeiten: Optional können diese herausgedreht und eine mitlaufende Permanentschmierung angeschlossen werden. Dies verlängert die Schmierintervalle zusätzlich.  pb

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