Positionssensoren

Positionssensoren unter Druck

Positionssensoren unter Druck

Positionssensoren unter Druck

SACMI Imola ist die Muttergesellschaft der SACMI-Gruppe, einem italienischen Unternehmen, das international führend in der Entwicklung, Herstellung und Vermarktung von Produktionsanlagen und Industrietechnologie für den Keramik- und Verpackungssektor ist. In Imola stellt das Unternehmen unter anderem Pressen für Metallpulver her, ein Markt, auf dem SACMI zu den führenden Marken gehört. Ein wichtiger Bestandteil zur Steuerung dieser Pressen sind Temposonics® Positionssensoren von MTS Sensors. Herr Davide Foschi, Technischer Leiter von Advanced Technologies B.U. bei SACMI, erklärt, wie genau die Positionsgeber den Betrieb von Metallpulverpressen unterstützen.

Bauteile aus Metallpulver sind sehr verbreitet, insbesondere in der Automobilindustrie. Hier werden Zahnräder, Pumpen, Riemenscheiben und viele andere Komponenten oft aus Metallpulver statt aus geschmiedetem oder gegossenem Metall hergestellt. „Aber nicht nur dort findet man Metallpulverteile. Andere Bereiche sind Elektrowerkzeuge und Haushaltsgeräte“, sagt Herr Foschi und fährt fort: „Der Grund dafür ist ganz einfach. Teile aus Metallpulver sind im Vergleich zu bearbeiteten, geschmiedeten oder gegossenen Teilen eine kostengünstige und zuverlässige Alternative. Man gießt das Pulver in die Form, presst es mit hohem Druck in Form und lässt das fertige Teil dann durch einen Ofen laufen, damit die Metallpulverpartikel versintern und die gepresste Form behalten.“

Der Vorteil der Metallpulverpressen besteht darin, dass sie mehr als zwanzig Teile pro Minute verarbeiten können, was bedeutet, dass dieses Verfahren sehr viel schneller und effizienter ist als das Gießen von Metall in Form. In den meisten Anwendungsbereichen ist gepresstes Metallpulver daher eine ideale und kosteneffektive Option.

Positionssensoren für hydraulische Pressen

Obwohl es auch elektrische Metallpulverpressen gibt, wird der Hauptanteil der gepressten Automobilteile mit vollautomatischen hydraulischen CNC-Pressen hergestellt. "Unsere hydraulischen Pressen arbeiten mit hohen Kräften von bis zu 1000 t, und das ist ein Niveau, das sehr weit von dem entfernt ist, das elektrische Pressen erreichen können.

Die linearen Positionssensoren der Temposonics R-Serie sind wichtige Komponenten von hydraulischen Pressen. Für fast jede Bewegung in der Presse gibt es einen Positionssensor, der bei der Steuerung der Bewegung hilft. Herr Foschi: „Nur um Ihnen zu veranschaulichen, wie wichtig die Sensoren für unsere Maschinen sind: Wir stellen Metallpulverpressen mit etwa zehn hydraulischen Achsen pro Presse her. Alle diese Achsen müssen synchron arbeiten, um Gleichförmigkeit und ein gleichbleibendes Qualitätsniveau des Endprodukts zu erreichen. Deshalb werden sie mit Hilfe von zehn Positionssensoren von MTS Sensors gesteuert, weil sie der hohen Präzision und Qualität entsprechen, die SACMI den Kunden garantiert.“

Die Zusammenarbeit zwischen SACMI und MTS Sensors begann vor mehr als zwanzig Jahren und ursprünglich wurden die Sensoren für Keramikpressen und andere Geschäftsbereiche eingesetzt. Als SACMI mit der Produktion von Metallpulverpressen begann, wandte sich das Unternehmen aufgrund der guten Erfahrungen, die es zuvor gemacht hatte, und der Sensorvarianten, die MTS Sensors anbieten konnte, der Temposonics R-Serie zu. Das Problem mit den Pressen ist, dass sie zwar gigantisch sein können, aber dennoch kompakt gebaut werden müssen, um Platz zu sparen und dennoch selbst 1000 t Kraft zu bewältigen. SACMI entschied sich für die R-Serie RD4 Positionssensoren mit EtherCat Ausgang (anfangs war es ein SSI-Ausgang, aber später stellte sich heraus, dass EtherCat die bessere Lösung für eine effizientere Produktion ist) für ihre Pressen, weil sie in der Anwendung platzsparend waren. Der Vorteil dieses Sensors der R-Serie Produktfamilie besteht darin, dass die Elektronik abgesetzt ist und aufgrund eines abgeschirmten Kabels, welches den Sensor mit der Elektronik verbindet, an anderer Stelle im System platziert werden kann. Auf diese Weise nimmt der Sensor selbst weniger Platz im Zylinder der hydraulischen Achse ein, während die Signalqualität des Positionssensors intakt, präzise und zuverlässig bleibt, um eine einfache Steuerung der automatisierten Pressvorgänge des Systems zu ermöglichen. Ein weiterer wichtiger Vorteil der RD4 Serie ist die Möglichkeit, den Sensor direkt im Inneren des Hydraulikkolbens zu installieren. Dies führt zu einer sehr direkten und präzisen Messung, und sie wird nicht durch die elastischen Verformungen beeinflusst, was eine sehr effektive Steuerung der Bewegung ermöglicht.

Darüber hinaus konnte mit dem RD4 Sensor ein weiteres Problem vermieden werden: hohe Temperaturen an der Elektronik. Wenn ein Sensor mit Elektronik in eine hydraulische Achse integriert wird, kann es vorkommen, dass sich bei Erwärmung des Öls auch der Sensor und seine Elektronik erwärmen. Wenn die Temperatur zu hoch wird, kann die Elektronik ausfallen oder die Messung verzögern. Mit dem RD4 wird dieses Problem vermieden, da die abgesetzte Elektronik mit einem abgeschirmten Kabel eine zuverlässige Positionsmessung mit Elektronik an anderer Stelle ermöglicht.

„Ein großer Vorteil ist, dass wir eng mit MTS Sensors zusammenarbeiten können, um die Sensorintegration in unseren Pressen kontinuierlich zu optimieren“, sagt Herr Foschi. „Am Anfang hatten wir das Problem, dass die Sensoren zwar ideal für begrenzte Platzverhältnisse in den Hydraulikzylindern waren, es aber zu viele Kabel gab, da jeder Sensor einen Anschluss benötigte. Also haben wir uns mit MTS Sensors zusammengesetzt und eine Lösung für dieses Problem gefunden, und jetzt sind wir in der Lage, alle Sensoren mit einem einzigen Kabel auszulesen.“

Enge Zusammenarbeit für zukünftige Projekte

Die starke und jahrzehntelange Beziehung zwischen SACMI und MTS Sensors verschafft ihnen eine gute Basis, wenn es um zukünftige Projekte geht. Mit Blick auf die Zukunft ist die gesamte Branche derzeit in Bewegung und verändert oder aktualisiert sich. Während einige Veränderungen bereits jetzt stattfinden, dauern andere länger oder werden erst folgen, wenn die ersten Ergebnisse und Konsequenzen sichtbar werden.

Wenn es um konkrete Beispiele für die Implementierung von Industry 4.0 oder die vorausschauende Wartung und Zustandsüberwachung geht, erklärt Herr Foschi, dass sie ihren Anwendern alle notwendigen Daten von Sensoren liefern, die überall in den Metallpulverpressen angebracht sind. „Die Bereitstellung all dieser Daten hilft unseren Kunden, ihren Produktionsprozess im Auge zu behalten und Wartungspläne auf der Grundlage der von uns bereitgestellten Informationen aufzustellen“, erklärt Herr Foschi. Dabei sind die Temposonics Positionssensoren Teil eines komplexen Überwachungssystems, das unter anderem die Öltemperatur, das Kühlsystem und die Kolbenbewegung erfasst.

SACMI und MTS Sensors sind bestrebt, weiter zusammenzuarbeiten, neue Systeme zu entwickeln und die bestehenden Maschinen zu optimieren. Angesichts der bisherigen Erfolge, bei denen die beiden Unternehmen den Kunden geholfen haben, ihre Produktionsprozesse zu steigern, wird es interessant sein zu sehen, wie sie Elemente von Industry 4.0 weiter in Metallpulverpressen integrieren und bessere Produkte für die Kunden schaffen. „Letztendlich ist dies der wichtigste Punkt“, schließt Herr Foschi.

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