antriebstechnik 9/2017

SENSORIK UND MESSTECHNIK
01 Der Li-Q25-Sensor konnte Arburgs
Anforderungen an Positioniergenauigkeit und
Reproduzierbarkeit erfüllen
02
02 Am Ende der Zylinder erfassen Li-Sensoren
den Weg der Plastifizierschnecke
03 Das Design des Freeformers wurde 2014
mit dem Red Dot Award ausgezeichnet
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vier Millisekunden Zeit, um den Tisch entsprechend
zu positionieren“, erklärt Werner
Faulhaber, Leiter der Abteilung Entwicklung
Elektrotechnik bei Arburg, eine Herausforderung
der Freeformer-Konstruktion.
Der Tisch muss im Takt der Ausbringeinheit
schnell und über eine kurze
Distanz exakt bewegt werden.
Sensor erfasst
Schneckenbewegung
Takt und Größe der Tropfen werden von
einer Blende an der Spitze der Austragseinheit
geregelt. Der plastifizierte Kunststoff
wird mit einem Druck von einigen hundert
Bar vor die Blende gespannt. „Dieser Druck
wird mit der Plastifizierschnecke erzeugt
und geregelt. Um die Tropfengröße bezüglich
Viskositätsschwankungen des aufgeschmolzenen
Materials konstant zu halten,
wird mit dem sich extrem langsam verändernden
Schneckenweg – gemessen am Li-
Sensor – ein Korrekturmodell gerechnet“,
so Faulhaber.
Tropfen mit abweichender Größe schadeten
der Qualität des Bauteils. Dessen
Oberfläche erreicht zwar nicht die Glätte
einer spritzgegossenen Version, die regelmäßige
Anordnung der Tropfen gewährleistet
jedoch die Richtigkeit der späteren
Abmessungen. Ermöglicht wird das unter
anderem von Turcks induktiven Linearwegsensor
Li-Q25, der die Bewegung der
Schnecke im Freeformer erfasst.
„Wir arbeiten auf 25 µm genau. Der Li leistet
dies über einen Weg von 500 mm, ohne
dass die Genauigkeit mit der Messlänge
abnimmt“, beschreibt Werner Faulhaber die
zentralen Gründe für die Wahl des Sensors
für die Plastifizierschnecke. „Diese Genauigkeit
ist bei Sensoren mit Varan-Schnittstelle
ein Alleinstellungsmerkmal.“
Einfach einbinden
Turcks Li-Sensoren werden auch an Spritzgießmaschinen
von Arburg eingesetzt. Obwohl
die Sensoren in den Spritzgießmaschinen
auch an der Schnecke verwendet
werden, sei die Anforderung dort anders
gelagert. „Von der Performance her ist der Li
an der Spritzgießmaschine eher belastet“,
so Faulhaber. Die Geschwindigkeit der Signalaugabe
sei beim Freeformer und der
vergleichsweise langsamen Bewegung der
Schnecke unkritisch. „Hier war wichtig, dass
wir die Abtastrate erfüllen können, die die
Servoachsen benötigten. Auch wenn die
translatorische Bewegung der Schnecke
selbst nicht dynamisch ist, rufen wir den
Wert häufig ab.“ Arburg setzt in beiden
Maschinentypen einen induktiven Linearwegsensor
mit einer maximalen Abtastrate
von 5 kHz ein.
„Wir hatten die Vision, die komplette
Aktorik und einen maßgeblichen Teil der
Sensorik über Echtzeit-Ethernet anzubinden“,
beschreibt Faulhaber die Entscheidung
für das Highspeed-Ethernet-Protokoll
Varan. Damit war ein weiteres Kriterium bei
der Auswahl des geeigneten Linearwegsensors
gesetzt. Arburg hat die Varan-Schnittstelle
des Li 2012 für den Einsatz in elektrisch
angetriebenen Spritzgussmaschinen
mitentwickelt und konnte davon nun erneut
profitieren. „Wir haben den Vorteil, dass wir
den Sensor in dieser speziellen Ausführung
so einfach einbinden können wie einen
unserer eigenen Aktoren oder Messsysteme“,
sagt der Abteilungsleiter im Hinblick
auf die Integration in die Maschinensteuerung.
Seine Steuerungen entwickelt Arburg
für alle Maschinentypen selbst. Angesichts
des rein elektrisch angetriebenen Freeformers
war die hohe EMV-Stabilität ein weiterer
Vorteil des Turck-Sensors.
Fotos: Arburg
www.turck.de
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