Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flexibler im Vorschub

29.08.2011
Bei der Zerspanung mit pneumatischen Vorschüben erfolgt die Geschwindigkeitsregelung meist über integrierte Ölbremszylinder.

Das hat sich zwar bewährt, aber das Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit und der definierten Wege für Eil- und Arbeitsgang ist aufwändig. Eine effiziente Lösung bietet der Dämpfungszylinder mit elektrorheologischer Flüssigkeit von Fludicon. Sie ermöglicht nicht nur die elektronische Regelung der Geschwindigkeit im Vor- und Rücklauf über den gesamten Hub des Zylinders sondern auch das Stoppen an beliebiger Position mit hoher Genauigkeit.

Präzises Zerspanen mit Hilfe eines pneumatischen Vorschubs ist nur möglich, wenn dessen Geschwindigkeit konstant ist. Um dies zu erreichen, wird als kostengünstige Lösung meist ein Ölbremszylinder integriert. Eine Kombination, die sich über Jahre bewährt hat, aber auch Nachteile mit sich bringt ¿ speziell was die Flexibilität der Maschine angeht. Denn über den gesamten Hub sind nur eine Eilgang- und Arbeitsgeschwindigkeit einstellbar. Außerdem erfolgen die Änderung der Geschwindigkeiten und die Verstellung der Anschläge für die entsprechenden Wege rein mechanisch.

Das ist mühsam, kostet Zeit und reduziert die Verfügbarkeit der Maschine. Die Lösung mit einem Ölbremszylinder ist daher nur sinnvoll bei identischen Bearbeitungen mit gleichen Wegen und Vorschubgeschwindigkeiten; aber nicht, wenn innerhalb kurzer Zeit unterschiedliche Zyklen hintereinander folgen, wie beispielsweise beim Bohren eines Rohres. Die einzige Alternative bei unterschiedlichen Arbeitszyklen war bislang eine CNC-gesteuerte Maschine.

Mit ihrem Servomotor und der elektronischen Regelung ist sie zwar universell einsetzbar und sehr präzise, aber auch deutlich teurer.Eine effiziente Zwischenlösung bietet jetzt die Otto Suhner GmbH an. Der Spezialist für Bohr-, Fräs- und Gewindeschneidoperationen hat eine seiner Bearbeitungsmaschinen mit einer Technologie der Firma Fludicon ausgestattet. "Der Hauptvorteil dieser Lösung", erklärt Dieter Herzog, Leiter des Fachbereichs Automation Deutschland bei Suhner, "ist der konstante Vorschub und die Möglichkeit, die Geschwindigkeit im Vor- und Rücklauf über den gesamten Hub des Zylinders an jeder beliebigen Stelle zu verändern - und das ohne Programmierkenntnisse.

Dies eröffnet völlig neue Bearbeitungszyklen und Einsatzmöglichkeiten. Außerdem liegt die Investition deutlich unter der einer CNC-Maschine." Damit ist das System vor allem für die Kleinserienfertigung und beim häufigen Produktwechsel, aufgrund der damit verbunden Anpassung von Vorschubwegen und -geschwindigkeiten, die ideale Lösung. Wie funktioniert diese Technik und welche Bearbeitungszyklen sind möglich?

Anpassung in Millisekunden
Das Herzstück des neuen Vorschubsystems Erdrill von Suhner ist der Rhedamp-Dämpfungszylinder von Fludicon. Er ersetzt den bisherigen Ölbremszylinder in der Bohreinheit BEM 12, eine der klassischen pneumatischen Bearbeitungsmaschinen. Das Unternehmen Fludicon mit Sitz in Darmstadt entwickelt und produziert so genannte Smart PID Systeme auf Basis einer elektrorheologischen Flüssigkeit. Dieses als Rheoil bezeichnete Fluid ist eine Dispersion aus einer Trägerflüssigkeit und polarisierbaren Polyurethan-Partikeln. Sie haben einen Durchmesser von circa fünf Mikrometern und sind als Dipole ausgebildet. Wird ein elektrisches Feld angelegt, bilden sich Polymerketten, die zu einer Verengung des Strömungsquerschnitts führen und so den Strömungswiderstand im Dämpfungszylinder erhöhen.

Der Zustand des Fluids reicht von dünnflüssig bis nahezu fest. Eine Ermüdung des Effektes gibt es nicht. Die herausragende Eigenschaft dieser Technologie ist, dass die Anpassung an die jeweilige Situation innerhalb von Millisekunden erfolgt. Egal ob zum Dämpfen, zum Reduzieren von Schwingungen oder wie hier bei Suhner, zur elektronischen Regelung des Vorschubs. Darüber hinaus kann die Maschine schneller für andere Aufgaben umgerüstet werden. Die Bestimmung der jeweiligen Position während der Bearbeitung erfolgt über ein Wegmesssystem mit Linearpotentiometer. Es erreicht eine Positioniergenauigkeit von 0,1 mm. Zu dem Erdrill-System von Suhner wird eine einfach nachzurüstende elektronische Antriebs- und Vorschubsteuerung mitgeliefert. "Um diese Steuerung zu bedienen", erläutert Dieter Herzog, "muss der Anwender am Display lediglich den Ablauf für die gewünschten Zyklen eingeben. Und das geht deutlich schneller als das Programmieren einer CNC-Lösung."

Ein typisches Beispiel ist das Bohren mit Sprungfunktion, wie es für Rohre benötigt wird. Zunächst das Anfahren und das erste Bohren, dann das Überbrücken des Hohlraums und schließlich das Bohren durch die zweite Wandung. Hierzu werden nur die Wege in mm und die Vorschub-Geschwindigkeiten in mm/min eingegeben. Zusätzlich zum normalen Bohrzyklus mit Arbeitsgang sowie dem Eilgang im Vor- und Rücklauf, lassen sich mit der neuen Lösung sechs weitere Funktionen programmieren: Bohren mit Spanbruch, Sprung- und Entspänfunktion, sowie Stufenbohren und Rückwärts-Bohren/Senken.

Bei der neuen Bearbeitungsmaschine reichen die programmierbaren Vorschubgeschwindigkeiten von 80 bis hin zu 500 mm/min. Der Hub beträgt 80 mm und die maximale Bohrleistung liegt bei 12 mm in Stahl. Die sonst üblichen Endschalter sind aufgrund des Rhedamp-Dämpfungszylinders von Fludicon überflüssig, da die Grenzpositionen über das Wegmesssystem genau definiert sind. Die Zielgruppe dieser flexiblen Maschine sind Klein- und Mittelserien sowie Maschinen mit häufigem Produktwechsel. Auch der Drehstrommotor wird über die erwähnte elektronische Antriebs- und Vorschubsteuerung der neuen Bearbeitungseinheit angesteuert. Im Moment läuft er noch mit fester Drehzahl. Geplant ist bereits die Ergänzung mit einem Frequenzumrichter, um in dem jeweiligen Arbeitszyklus unterschiedliche Drehzahlen fahren zu können. Dies wäre zum Beispiel bei einer Stufenbohrung sinnvoll: Ein Absenken von der hohen Umdrehungszahl am Beginn auf einen niedrigeren Wert zum Aufbohren an der Stufe. Ein weiterer Einsatz der Rhedamp-Dämpfungszylinder bei kommenden Suhner Entwicklungen wird die Integration in pneumatisch doppelwirkenden Schlitteneinheiten sein.

Fazit
Der Rhedamp-Dämpfungszylinder der Firma Fludicon ermöglicht es dem Anwender, den Vorschub in pneumatischen Systemen zu kontrollieren und zu steuern. Er kann jetzt die Geschwindigkeit im Vor- und Rücklauf über den gesamten Hub des Zylinders und die Bohrtiefe ohne Programmierkenntnisse elektronisch verändern. Damit ist diese Lösung nicht nur ideal für kleine Serien und häufigen Produktwechsel. Sie ist auch deutlich flexibler und damit effizienter als der übliche Standard-Ölbremszylinder und eine preisgünstige Alternative zur CNC-Technik.

Dr. Peter Stipp

| SCOPE
Weitere Informationen:
http://www.scope-online.de/Fluidtechnik/Fluidtechnik---Elektrorheologische-Systeme.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Zwei neue Riesen aus Madagaskar

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mikro-Lieferservice für Dünger

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index sinkt nach März-Hoch

23.05.2017 | Wirtschaft Finanzen