Messmaschinen werden immer genauer und schneller. Damit verbunden steigen auch die Anforderungen an die Lagerung, um grobe und zufällige Messfehler sowie im schlimmsten Fall Schäden an
Messmaschinen zu vermeiden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind aktive, geregelte, selbstüberwachende Luftfedersysteme mit Möglichkeiten zur Prozessintegration die erste
Wahl.
Derartige Luftfedersysteme bestehen aus mehreren Luftfederelementen und einer Steuereinheit. Die Elemente, speziell Membranluftfedern, besitzen eine sehr gute Schwingungsisolierung gegenüber der
Umwelt, da die Maschine lediglich über das Luftvolumen des Elementes und einer 0,3 mm dicken Membran mit der Umwelt verbunden ist. Daraus resultiert eine sehr niedrige Eigenfrequenz von 2 bis 5
Hz. Trotz des scheinbar fragilen Aufbaus der Feder sind Lasten von bis zu 100 kN pro Element möglich.
Maschinennivellierung durch lastadaptive Steuerung
Ein weiterer Vorteil von Luftlagerung ist die Möglichkeit, über den Druck in den Elementen das Niveau der einzelnen Elemente anzupassen. Somit ist eine lastadaptive Steuerung möglich. Vorteilhaft
wirkt diese vor allem bei Messmaschinen. Der Schwerpunkt der Maschine ändert sich durch das Zuladen von Werkstücken oder durch Bewegung der Maschine selbst. Bei einer Lagerung mit Standardfedern
wäre die Einfederung am jeweiligen Lagerpunkt abhängig von dem neuen Schwerpunkt der Maschine und der damit verbundenen Gewichtsverteilung auf die einzelnen Lagerpunkte. Eine unerwünschte
Schräglage entsteht. Bei einer Luftlagerung mit lastadaptiver Steuerung wird über den Druck in den Elementen die Steifigkeit und somit die Einfederung der Lagerpunkte unabhängig voneinander
angepasst und somit die gesamte Maschine wieder auf das festgelegte Sollniveau gebracht.
Die ADS-Baureihe von EFFBE
Digitales Lagersystem
EFFBE integriert berührungslose Sensorik und Aktuatoren in die Luftfederelemente. Dadurch wird Bauraum eingespart und Sensoren und Aktuatoren werden gleichzeitig vor Schäden geschützt. Die
einzelnen Lagerpunkte werden mit einer Kontrolleinheit verbunden, um die Lageänderung zu erfassen und auszugleichen. Es entsteht ein geregeltes System, welches fähig ist, völlig autark und
selbstüberwachend zu arbeiten. Zusätzlich ist die Kontrolleinheit mit gängigen Schnittstellen wie USB, Bluetooth und CAN-Bus, aber auch mit digitalen Ein- und Ausgängen (DIO), ausgestattet.
Dadurch wird eine einfache Kommunikation mit dem System gewährleistet. Unterstützt wird die Kommunikation über PC und Tablet durch die EFFBE AirLevelControl Software. Die Software ermöglicht das
Monitoring des Systems sowie Setup, Fehlertest, Kalibrierung und Protokollierung. Zusätzlich ist Remote-Control und Fernwartung via Internet möglich.
Prozessintegration
Die berührungslose Sensorik in Verbindung mit der Regelung und den Schnittstellen der Kontrolleinheit bietet außerdem eine Möglichkeit zur Prozessintegration. Neben der Steuerung des Systems über
die Software ist es möglich, das System direkt in die Maschinensteuerung zu integrieren. Hierfür bieten die digitalen Ein- und Ausgänge eine simple Möglichkeit das System in die Steuerung
einzubinden, bei der keine Software-Schnittstelle benötigt wird. Sie ermöglichen der Maschine aktives Ansprechen der Elemente und Rückmeldungen über den Betriebszustand. Somit kann die Maschine
zum Beispiel ihre Messvorgänge mit dem Lagersystem abstimmen: Nach Beladen oder Bewegung der Messmaschine regelt das Luftlagersystem selbständig nach und bringt die Maschine wieder auf das
eingestellte Sollniveau. Ist das Niveau in den eingestellten Toleranzen erreicht, erhält die Maschine Rückmeldung, dass der Messvorgang gestartet werden kann. Während des Messvorgangs kann die
Maschine das Lagersystem in den sogenannten Silentmode schalten, das heißt, für die Länge des Messvorgangs regelt das System nicht nach, um keine Bewegung der Messmaschine zu initiieren. Diese
automatisierten Messvorgänge ermöglichen auch zeitsparende Qualitätstests im laufenden Produktionsablauf.
ADS (Air-Damped-System) im Betrieb
Aktive Luftlagersysteme werden den höchsten Lageransprüchen gerecht, ermöglichen aktives Eingreifen und Ändern der Lagereigenschaften über die Software sowie Prozessintegration, welche die Produktivität und Qualität von Messmaschinen erhöht.
Wolfgang Spatzig / Marvin Rohatsch
EFFBE GmbH
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