Prozesssicherheit im Zehntelbereich

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Bild: Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Wolf Produktionssysteme entwickelt und baut Sondermaschinen für Laserbearbeitung, Löttechnik, Montage und Automatisierung. Viele Anlagen laufen rund um die Uhr. Ein Sensorfehler bremst nicht nur einen Teilprozess, er gefährdet den gesamten Takt – mit hohen Kosten. Entsprechend klar sind die Anforderungen: hohe Wiederholgenauigkeit im Zehntelmillimeterbereich, stabile Signalqualität über Millionen Zyklen und eine Lebensdauer, die zu den Maschinen passt – typischerweise sieben bis zwölf Jahre Dauerbetrieb.

In den Anlagen erfassen lineare Wegaufnehmer Endlagen, Greif- und Zwischenpositionen, Setz- und Fügeverläufe sowie Masken- und Spannbewegungen. Je nach Achse und Kinematik kommen zusätzlich Winkelgeber zum Einsatz, etwa an Schwenk- und Greifachsen. Die Steuerung nutzt diese Messwerte für Taktbildung, Rampe und Sanftanlauf, für Plausibilitätsprüfungen und Grenzwertüberwachung – kurz: ohne zuverlässige Weg- und Winkelrückmeldung läuft der Prozess nicht stabil.

 Niederhalter zur präzisen Fixierung der Bauteile: Die integrierte Wegmessung stellt sicher, dass Spannlage und Position reproduzierbar erreicht werden.
Niederhalter zur präzisen Fixierung der Bauteile: Die integrierte Wegmessung stellt sicher, dass Spannlage und Position reproduzierbar erreicht werden.Bild: Wolf Produktionssysteme

Wie Sensorik sein muss

Wolf setzt auf Novotechniks Expertise in der potenziometrischen Wegmessung und nutzt seit vielen Jahren unter anderem Sensoren der T- und TE-Serien. Typische Messwege liegen zwischen 25 und 300mm. Entscheidend für den Einsatz in kompakten Baugruppen sind kurze Bauformen bei gleichzeitig hoher Verstellgeschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit. Mechanische Details wie eine beidseitig gelagerte, verdrehgesicherte Schubstange und eine innenliegende Rückstellfeder erhöhen Robustheit und Montagefreundlichkeit – wichtig in dicht gepackten Vorrichtungen und Wechselsystemen.

 Schweißgestell der Laserzelle: Sensorik überwacht Setzweg und Prozessverlauf in Echtzeit und ermöglicht eine 100% In-Prozess-Kontrolle.
Schweißgestell der Laserzelle: Sensorik überwacht Setzweg und Prozessverlauf in Echtzeit und ermöglicht eine 100% In-Prozess-Kontrolle.Bild: Wolf Produktionssysteme

Vertrauen nach Kontrolle: Stresstest für die Messtechnik

Nachdem Erfahrung gezeigt hatte, dass weniger langlebige und verlässliche Messtechnik schlussendlich Zeitverluste, Produktionsunterbrechungen und damit unberechenbare Kosten bedeutet, suchte Wolf Produktionssysteme bereits Anfang der 90er Jahre nach dem passenden Partner. Bevor das Unternehmen bei Novotechnik eine größere Zahl an Sensoren bestellte, unterzog es die fraglichen Produkte in seinem Technologielabor einem Stresstest. In Dauerläufen mit realistischen Taktzeiten von 8 bis 12 Sekunden über mehrere Millionen Zyklen bewiesen die Novotechnik-Sensoren ihre Stärken. Thermische Belastung gehörte ebenfalls dazu: Viele Maschinen von Wolf Produktionssysteme fahren im Innenraum mit 50 bis 60°C, teils mit Vorwärmphasen, die die Mechanik zusätzlich beanspruchen. Nur Sensoren, die unter diesen Bedingungen reproduzierbare Werte liefern und mechanisch stabil bleiben, schaffen es in die Anwendung. Dieses Validierungskonzept – intern gern ‚Folterkammer‘ genannt – sichert Prozessfähigkeit noch vor dem ersten Kundenlos.

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Bild: Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

Praxisbeispiel Laser-Schweißzelle

Ein repräsentatives Beispiel ist eine Laser-Schweißzelle für Airbag-Sicherheitsstecker. Zwei Gehäusekomponenten werden gegen eine Maske gespannt. Bevor der Laser startet, prüft die Anlage per Wegmessung, ob das Bauteil korrekt und vollständig eingelegt ist. Während des Schweißens erfasst der Sensor den Setzweg im Zehntelmillimeterbereich und liefert zusammen mit der Zeitbasis charakteristische Kurven. Am Ende folgt eine Abschlussmessung.

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