Feine Sensoren in der 60-Tonnen-CNC-Streckbiegemaschine

Die Firma Günther Wensing hat sich seit mittlerweile über 50 Jahren auch auf die Konstruktion von Sondermaschinen im Bereich CNC-Maschinen spezialisiert, mit denen Metall in den unterschiedlichen Formen automatisiert bearbeitet wird. Geschäftsführer Jens Wensing berichtet: „Wir arbeiten schon seit vielen Jahren mit Temposonics zusammen. In unseren Sonderstreckmaschinen setzen wir unterschiedliche Temposonics-Positionssensoren ein, um die Hübe der Zylinder in den Anlagen zu steuern, welche das Metall bearbeiten. Eigentlich stellen wir nur Sondermaschinen her, wobei es auch einige standardisierte Maschinen gibt, die immer auf der gleichen Basis konstruiert werden. Allerdings integrieren wir keine Positionssensoren in diesen Anlagen, da wir hier mit Führungsschienen und Kugelumlaufführungen arbeiten.“

Die Weggeber werden bei den Sondermaschinen eingesetzt, wo man aufgrund von räumlichen Restriktionen keine linearen Führungsschienen einsetzen kann beziehungsweise nicht einsetzen sollte. Hier werden die Sensoren direkt in die unterschiedlichen Zylinder der Anlage eingebaut, was die Geber dann auch vor äußeren Einflüssen schützt.

Eine der Streckmaschinen, auf die Wensing sehr stolz ist, ist eine Sondermaschine, mit der Flugzeugteile und Bauteile von Hochgeschwindigkeitszügen hergestellt werden können. „Mit dieser Anlage ist es möglich, Bauteile bis zu zwölf Metern zu strecken, was den Anwendern ein sehr breites Teilespektrum bietet. Das ist schon eine enorm große Maschine mit vier Metern Höhe, 17 Metern Breite und, zusammengefahren, etwa acht Metern Tiefe – da gibt es weltweit nicht viele von.“

In dieser Maschine werden insgesamt sechs Positionssensoren der R-Serie eingesetzt. „Die Zylinder mit den integrierten Sensoren befinden sich in den linearen CNC-Achsen, welche über eine CNC-Steuerung gesteuert werden. Da wir für die teilweise simultan stattfindenden Bewegungen ein vernünftiges Regelverhalten brauchen, benötigen wir eine sehr hohe Auflösung im Tausendstel-Bereich, damit die Achsen hinterher im Hundertstel-Bereich wiederholgenau positionieren.“ Hierfür wurden nach einer Lieferantenanalyse die Weggeber von Temposonics ausgewählt, wobei neben den Produkteigenschaften und Expertise auch die Produktion in Deutschland eine wichtige Rolle spielte. „Das war schon ein ausschlaggebender Punkt für uns, auch mit Blick auf das Marketing und die Neukundenakquise. Wir wollten mit einem lokalen Lieferanten zusammenarbeiten, der neben den gewünschten Produkten auch den passenden Service bietet. Und so sind wir bei Temposonics gelandet“, berichtet Wensing.

Um zu erklären, wo an welcher Stelle die Weggeber eingesetzt werden, muss man einen genauen Blick auf beziehungsweise in einen der 2 500 mm langen Biegezylinder werfen. Die einzige Öffnung ist der Ausgang für das Kabel, welches den ansonsten komplett geschützten Sensor mit der Steuerung verbindet. Der Geschäftsführer erläutert: „Der Zylinder und die Weggeber müssen robust sein, um in rauen Umgebungen zu arbeiten. Man darf nicht vergessen, dass diese Maschinen ja nicht zum Anschauen gebaut werden, sondern es wird an und mit ihnen gearbeitet, wobei es natürlich zu Schocks und Vibrationen kommen kann. Deswegen ist es von Vorteil, die Sensoren zu integrieren und nicht extern zu montieren.“

„Bei dieser Maschine sind wir sogar so weit gegangen und haben auch die Zylinderaugen darüber konstruiert, um den Geber komplett zu verstecken und zu schützen. Hätten wir mit extern montierten, linearen Führungsschienen, Kuppeln und Stangen gearbeitet, wären diese auch potenzielle Gefahrenstellen. Man muss sich nur mal den Schock für die Maschine und die folgenden Vibrationen vorstellen, wenn beim Strecken von 60 Tonnen etwas reißt. Da ist es schon von Vorteil, so wenig wie möglich externe Mechanik auf der Anlage zu haben, die dann beschädigt werden könnte.“

Neben der geforderten Robustheit der Positionssensoren ist es dem Unternehmen wichtig, dass Betreiber bei Bedarf auch gewisse Einstellungen noch selbst vornehmen können. Für den Betrieb dieser Sondermaschine werden Positionssensoren der R-Serie mit SSI-Ausgang benötigt, da das Protokoll des Sensorherstellers die Möglichkeit der internen Linearisierung bietet und man so die höchste Genauigkeit für die Maschine bekommt.

„Gerade bei Hüben von bis zu zwei Metern und einer gleichmäßigen und sauberen Bewegung, welche in drei Dimensionen erfolgt, ist es wichtig, dass Zylinder, Mechanik, Geber und Steuerungen alle perfekt aufeinander abgestimmt sind. Zwar bewegt sich die Maschine relativ langsam, im Vergleich zu anderen, aber die äußere Umfangsgeschwindigkeit ist aufgrund der Länge schon recht groß und mit bis zu 60 Tonnen bewegt man natürlich auch viel Gewicht. Dann braucht man ein verlässliches und präzises Wegmesssystem“, so Wensing.

Der Einzug von Industrie 4.0 macht auch vor Streckmaschinen nicht halt. Vorrausschauende Planungen von Instandhaltung und Reparaturen, Maschinenüberwachung sowie das generelle Sammeln von Daten sind elementar für die Optimierung der Anlagen. Allerdings ist noch nicht alles so möglich, wie der Geschäftsführer es sich wünscht. „Was uns momentan noch etwas einschränkt, ist die Tatsache, dass die Steuerungen es uns noch nicht ermöglichen, die Positionssensoren mehrfach anzuschließen, um unsere Datensammlung noch weiter zu optimieren. Allerdings versuchen wir über andere Wege, zusätzliche Informationen über unsere weltweit verteilten Anlagen zu bekommen. Wir nutzen alle Optionen, die Hardware und Software hergeben, um Analysen zu betreiben und Daten auszuwerten, um die Anlagen zu optimieren, sowohl bereits operierende als auch solche, die sich im Moment noch in der Konstruktion befinden. Dazu tragen die Weggeber einen wichtigen Teil bei. Wenn wir demnächst die neue Generation der Temposonics-Positionssensoren, die R-Serie V, einsetzen, gehen wir davon aus, dass wir durch die erweiterten Sensoreigenschaften noch mehr zusätzliche Daten aus dem Inneren der Anlage geliefert bekommen.“