Interface-Lösungen für häufige Herausforderungen in der Metallverarbeitung

Die Metallindustrie ist ein integraler Bestandteil der globalen Wirtschaft und umfasst die Förderung, Produktion und Verarbeitung von Eisenmetallen wie Stahl und Eisen sowie von Nichteisenmetallen und Speziallegierungen wie Aluminium, Kupfer, Titan und hochfestem Nickel. Von massiven Stahlträgern im Infrastrukturbereich bis hin zu mikroskopisch kleinen Bauteilen in der Elektronikindustrie – die Qualität jedes Metallprodukts hängt von der präzisen Steuerung von Kräften ab.

In der Metallverarbeitung, insbesondere in Produktion und Weiterverarbeitung, sind hochgenaue Kraft-, Drehmoment- und Wägelösungen unerlässlich, um dem inhärenten Widerstand von Metallen bei der Formgebung gerecht zu werden. Die Umwandlung von Roherz in ein fertiges Bauteil erfordert enorme Energie – sei es durch Hochdruckstanzen, thermisches Formen oder Hochgeschwindigkeits-Schneiden.

Ohne präzise Messtechnik ist es unmöglich, die Grenze zwischen erfolgreicher Formgebung und Materialversagen zuverlässig zu halten. Kraftsensoren liefern die notwendige Rückkopplungsschleife, um sicherzustellen, dass Hydraulikpressen genau die erforderliche Tonnage für die Formgebung aufbringen, dass Antriebswellen das nötige Drehmoment für Walzprozesse liefern und dass Legierungselemente grammgenau abgewogen werden, um gleichbleibende Materialeigenschaften zu gewährleisten.

Herausforderungen in der Metallproduktion und -verarbeitung meistern

Die Metallproduktion findet unter extremen Bedingungen statt, die Hardware erfordert, die hohen Temperaturen, Vibrationen und enormen physikalischen Belastungen standhält. Interface ist bestens aufgestellt, um den Anforderungen der Metallverarbeitung mit einem breiten Sortiment an Wägezellen und Messgeräten gerecht zu werden.

Prozesse wie Stanzen, Schmieden und Walzen erzeugen Kräfte von bis zu mehreren hundert Tonnen und erfordern Sensoren mit hoher Kapazität und Überlastschutz. Bei der Schmelzmetallverarbeitung und dem Warmwalzen sind die Sensoren hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt, was spezielle Temperaturkompensation erfordert.

Beim automatisierten Schneiden und Fräsen kann ein unentdeckter Werkzeugbruch zu Ausschusschargen und kostspieligen Maschinenschäden führen. Es ist daher entscheidend, zuverlässige Lösungen zu finden, die Schäden verhindern und Wartungsbedarf frühzeitig erkennen.

Interface-Sensoren werden häufig bei Schneid- und Schleifvorgängen eingesetzt, bei denen Metallstaub und -späne entstehen, die die Integrität herkömmlicher elektronischer Komponenten gefährden können. Für diese Art der Metallverarbeitung empfiehlt sich der Einsatz von ATEX-zugelassenen Geräten und solchen mit höherer Schutzklasse (IP-Rating).

Hier sind einige unserer Produkte, die zur Bewältigung der Herausforderungen in der Metallverarbeitung und -produktion eingesetzt werden:

• Hochkapazitive LowProfile™-Wägezellen sind für massive Druckkräfte in Hydraulikpressen und Schmiedehämmern ausgelegt.
• Edelstahl- und abgedichtete Sensoren sind für den Einsatz mit korrosiven Flüssigkeiten und Hochdruck-Spülsystemen in Metallverarbeitungsbetrieben konzipiert.
• Rotative Drehmomentsensoren werden zur Überwachung der Effizienz und Rotationskraft von Motoren in Walzwerken, Extrudern und Schwerlastmischern eingesetzt.
• Mehrachsige Sensoren sind unverzichtbar für die gleichzeitige Messung von Kräften und Momenten bei komplexen Zerspanungs- und Mehrpunkt-Umformvorgängen. Da im Bereich der industriellen Automatisierung immer mehr Datenpunkte benötigt werden, sind diese fortschrittlichen Wägezellen wertvolle Instrumente zur Optimierung von Verarbeitung und Produktion.
• Drahtlose Telemetriesysteme (WTS) ermöglichen die Echtzeit-Datenerfassung von sich bewegenden Maschinen oder Hochtemperaturbereichen ohne das Risiko von Kabelausfällen.
• Weigh-Check™-Wägezellen sind speziell für die Großbehälter- und Silowaage konzipiert, bei der Materialausdehnung und -kontraktion auftreten.

Anwendungsbeispiele aus der Metallverarbeitung

Roboforming-Schneiden

Roboforming ist ein neuerer Begriff in der Fertigung, bei dem Robotersysteme verschiedene Materialien formen. Beim Roboforming von Blech – auch als robotergestützte inkrementelle Blechumformung (RISF) bezeichnet – setzt ein Roboter ein Formwerkzeug ein, um ein Blech schrittweise in die gewünschte Form zu bringen. Ein Kraftmesssystem kann die auf das Roboforming-Werkzeug ausgeübte Kraft überwachen und steuern. Interfaces 6A40-6-Achs-Wägezelle misst Kräfte und Drehmomente (Fx, Fʏ, Fz, Mx, Mʏ, Mz), während das BXB-HD44 Datenerfassungssystem diese Messungen protokolliert, anzeigt und grafisch darstellt und skalierte Analogausgangssignale für diese Achsen an das Steuerungssystem des Roboters sendet. Mehr dazu hier.

Hydraulische Metallpressmaschinen

Hydraulikpressen sind bei Metallumformprozessen wie Stanzen, Lochen und Biegen weit verbreitet. Die Überprüfung der Presse hinsichtlich der erforderlichen Presskraft und die Einhaltung der Bauteilspezifikationen sind dabei entscheidend. Für Pressmaschinen zum Schneiden von Metall empfiehlt Interface die Installation einer 3-Achs-Kraft-Wägezelle unterhalb der Platte, auf der Metallteile geschnitten oder gelocht werden. In Verbindung mit dem BXB-HD44 Datenerfassungssystem werden die Kraftmessergebnisse verschiedener Metallschnitte auf dem PC des Kunden angezeigt, grafisch dargestellt und aufgezeichnet. Zudem verfügt das System über einen Analogausgang, der im Fall einer Überlastung mit der SPS der Maschine verbunden werden kann. Beim Hochvolumen-Metallstanzen wird eine LowProfile™-Wägezelle in die Presse integriert, um die bei jedem Hub aufgebrachte Kraft zu überwachen. Der Sensor stellt sicher, dass das Werkzeug vollständig eingreift und das Metall korrekt geformt wird, ohne zu reißen oder zu falten. Weicht die Kraft von den eingestellten Parametern ab, löst das System einen sofortigen Stopp aus, um die Produktion fehlerhafter Teile zu verhindern.

Überwachung von Fräswerkzeugkräften und -verschleiß

Mehrachsige Sensoren von Interface bieten wertvolle Messmöglichkeiten bei der Entwicklung und Überwachung von CNC-Schneidwerkzeugen. Durch die Messung der in drei Richtungen wirkenden Kräfte während eines Schnitts können Ingenieure genau den Zeitpunkt identifizieren, an dem ein Werkzeug beginnt, stumpf zu werden oder zu rattern. Die Sensordaten ermöglichen eine vorausschauende Wartung, die sicherstellt, dass Werkzeuge bei Bedarf aktualisiert oder ausgetauscht werden und die Oberflächenqualität des Metallteils erhalten bleibt. Mehr erfahren Sie in unserem Application Note zur Lasermaschinenschnittkraft.

Gießpfannen- und Silowägung in Gießereien

Bei der Herstellung spezieller Metalllegierungen sind präzise Mischungsverhältnisse der Bestandteile entscheidend. Wir empfehlen ein A4200 WeighCheck-Wägezellen- und 1280-Programmierbares Gewichtsanzeige- und Steuergerät-Wägesystem, bei dem die Wägezellen unter Silos mit Legierungselementen wie Chrom oder Nickel angebracht werden. Diese Sensoren liefern kontinuierliche Bestandsdaten und ermöglichen die automatische Dosierung nach Gewicht, die in Hochtemperaturumgebungen deutlich genauer ist als die volumetrische Messung. Weitere Informationen finden Sie in unserem Application Note zur Siloüberwachung und -wägung.

Drehmomentanalyse in Walzwerken

Um ein gleichmäßiges Metallblech zu erzeugen, müssen die Antriebsmotoren der Walzen ein konstantes Drehmoment aufrechterhalten. Rotative Drehmomentsensoren werden an den Antriebswellen installiert und liefern Echtzeit-Daten über den Widerstand des in der Verarbeitung befindlichen Metalls. Diese Informationen helfen den Bedienern, die Walzgeschwindigkeit und den Walzdruck anzupassen, um sicherzustellen, dass das Endprodukt über den gesamten Produktionslauf hinweg die Dickenvorgaben einhält.

Warum Interface für die Metallverarbeitung?

Interface ist der bewährte Partner für Metallhersteller und OEMs von Anlagen und Maschinen. Wir bieten Kraftmesslösungen, die strukturelle Steifigkeit und ermüdungsgerechtere Langlebigkeit für Millionen von Zyklen in den anspruchsvollsten industriellen Umgebungen erfordern.

Unsere Applikationsingenieure sind darauf spezialisiert, Sensoren optimal auf die spezifischen thermischen und physikalischen Anforderungen der Metallproduktion abzustimmen – damit Ihr Betrieb mit maximaler Effizienz, Sicherheit und Produktkonsistenz arbeitet.