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O+P Fluidtechnik 7-8/2020

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O+P Fluidtechnik 7-8/2020

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN PRESSEN EINFACH SICHER MACHEN Industriepressen haben gewaltige Kräfte und bergen damit großes Gefahrenpotenzial. Um die Sicherheitssysteme mit korrekten Daten über Position und Geschwindigkeit der Presse zu versorgen, eignen sich Wegemesssysteme. Zur sicheren Überwachung der Hubgeschwindigkeit einer Hydraulik-Presse setzt Exner Pressentechnologie auf Wegmesssysteme der Baureihe BML von Balluff. Nicht nur an Pressen lassen sich damit lineare oder rotative Bewegungen zuverlässig und in Echtzeit sicher überwachen. Vollautomatisch entnimmt ein Greifer die nahezu fertiggestellte, drei Meter lange Kabelrinne aus der Schweißstation und positioniert das Werkstück in einer kompakten Hydraulik-Presse. Die Kabelrinne ist tatsächlich eine Gitterrinne und besteht aus mehreren punkt- bzw. querverschweißten, rund vier Millimeter dicken Stahldrähten. Damit die filigranen Gitterrinnen später zeitsparend und schraubenlos verlegt werden können, formt die Presse mit einer Kraft von 1 000 kN an der Kopfseite eine besondere Verbindungsmuffe aus. Exner Pressentechnologie ist Teil der Schubert Group mit Hauptsitz in Ennepetal. Die Gruppe vereint fünf Unternehmen mit den Schwerpunkten Hochleistungs-Stabstahlscheren, Hydraulische Pressen, Zuführungs- und Transportsysteme, Automation/Robotertechnik und Drahtverarbeitungs-Maschinen unter einem Dach. Exner stellt hydraulische Pressensysteme her, die vorwiegend in der spanlosen Metallverarbeitung zum Einsatz kommen. Das Produktspektrum reicht von der automatisierten Groß- bis zur kleinen Handeinlegepresse. MANIPULATIONSSICHER GESCHÜTZT Wie viele andere Maschinen und Anlagen unterliegen auch hydraulische Pressen der Richtlinie 2006/42/EG. Relevante Normen sind u. a. die DIN EN 12622 (Sicherheit von Werkzeugmaschinen – Hydraulische Gesenkbiegepressen) sowie die DIN EN 14673 (Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsanforderungen an hydraulisch angetriebene Warm-Freiformschmiedepressen zum Schmieden von Stahl und NE-Metallen). Pressen dienen seit jeher als plakative Beispiele um das Thema Sicherheit mit Nachdruck zu befördern. Intelligente Sicherheitssysteme schützen heute nicht nur Mensch und Maschine, sie sind gleichzeitig manipulationssicher und behindern weder die Bedien- noch die Beschickungsabläufe. Auf Basis einer vorausgegangenen Risikoanalyse entscheidet der Hersteller, welche Art von Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden müssen. Bei der Anlage zur automatisierten Fertigung von Gitterrinnen wird der Risikominimierung in weiten Teilen mit Schutzzäunen Rechnung getragen. Im laufenden Betrieb sorgen Not-Halt-Taster, Zugangstüren mit sicherer Zuhaltung sowie Zugangsberechtigungssysteme für Sicherheit. SICHERHEIT UND WIRTSCHAFTLICHKEIT Auch im Einrichtbetrieb muss sich der Werker darauf verlassen können, dass kein Risiko für Leib und Leben besteht. Im Zuge des Werkzeugwechsels ist sicherzustellen, dass sich die Presse lediglich mit einer Geschwindigkeit von maximal zehn Millimeter pro Sekunde bewegt. „Unser Auftraggeber verlangte, dass wir den sicheren Einricht- und Wartungsbetrieb optimieren, einen schnelleren Werkzeugwechsel möglich machen und damit die Flexibilität und Wirtschaftlichkeit der Presse erhöhen“, bringt Michael Lange, Technischer Leiter bei Exner, die Kundenanforderungen auf den Punkt. Sicherheit bei der Einrichtung von Pressen lässt sich klassisch auch über eine Kontrolle des Volumenstromes der eingesetzten Pumpen gewährleisten. Weil besagte Presse aufgrund der Taktvorgabe der Produktionslinie nur alle 20 Sekunden einen Hub ausführen muss, schien das energieaufwändige Vorhalten der vollen Pumpenleistung unter Kosten- und Effizienzaspekten überdenkenswert. Exner entschied sich daher für den Einsatz eines hochdynamischen, servo-hydraulischen Antriebes. WEGEMESSSYSTEM KOMMUNIZIERT Um ein unkontrolliertes Anfahren oder Beschleunigen des Pressenstempels auszuschließen, entwickelten die Ingenieure von Exner eine innovative und effiziente Sicherheitslösung: Zur sicheren 26 O+P Fluidtechnik 2020/07-08 www.oup-fluidtechnik.de

WEGEMESSSYSTEME Überwachung der Geschwindigkeit setzen sie das magnetkodierte Wegmesssystem BML05RP von Balluff ein, das mit dem Steuerungssystem der hydraulischen Presse kommuniziert. Das mit einer Absolut-Spur und inkremental Nord/Süd codierte Magnetband ist dabei fest am Oberjoch montiert. Der Wegsensor fährt entlang einer Führungsstange berührungsfrei auf und ab. Dabei sendet er originäre Sin/Cos-Wegsignale in Echtzeit an die Steuerung. Diese überprüft ständig, ob die für den Einrichtbetrieb zulässige maximale Verfahrgeschwindigkeit eingehalten wird. Falls nicht, leitet die Steuerung den sofortigen Stopp der Hydraulikbewegung ein, der Pressenstempel fährt in den sicheren Halt. Mit dem Wegmesssystem BML05RP von Balluff lassen sich viele Sicherheitsfunktionen gemäß EN IEC 61800-5-2 realisieren, insbesondere, wie oben beschrieben, Sichere Langsame Geschwindigkeit oder Sicherer Stopp 1. Der Einsatz des Wegsensors in Verbindung mit der Sicherheits-Pressensteuerung erreicht Performance Level d, was dem erforderlichen PL r entspricht. Der Wegsensor erfüllt somit die Anforderungen Kat. 3 / PL d nach EN ISO 13849-1. „Das Wegmesssystem von Balluff schlägt gleich mehrere Fliegen mit einer Klappe: Aufgrund seiner kompakten Abmessungen lässt es sich optimal in unsere Pressenkonstruktionen integrieren, ist kostengünstig, schnell installiert, arbeitet zuverlässig und erfordert praktisch keinen Wartungsaufwand“, betont Michael Lange. „Hinzu kommt, dass magnetkodierte Systeme recht unempfindlich gegenüber mechanischen Schocks sind.“ AUTOMATION UND SICHERHEIT WACHSEN ZUSAMMEN Das in Echtzeit messende Wegmesssystem BML05RP verfügt sowohl über eine sichere inkrementelle Sin/Cos- als auch über eine absolute SSI- Schnittstelle. Eine BiSS-C-Schnittstelle ist als Produktvariante erhältlich. Bei einer Messlänge bis zu 48 Meter und einer hohen Auflösung von 1 μm eignet sich das System für zahlreiche Anwendungen, die die Anforderung nach funktionaler Sicherheit erfüllen müssen. Es unterstützt die Funktion „Sicherer Inkrementalwert“, das berührungslos und verschleißfrei arbeitende Funktionsprinzip gewährleistet einen langen und zuverlässigen Betrieb. Darüber hinaus lässt sich das Messsystem in eine Sicherheitssteuerung mit sicherem SinCos-Eingang integrieren, ohne kostenintensive Absolut-Schnittstellenkarten verwenden zu müssen. Themen wie Digitalisierung und Vernetzung sind auch in der Stanz- und Umformtechnik aktuell. Wo das System zusammen mit dem Configuration Tool BML von Balluff eingesetzt wird, stehen zusätzlich umfangreiche Parametrier- und Diagnosefunktionen wie beispielsweise Condition-Monitoring zur Verfügung. Die Bereiche Steuerungstechnik und funktionale Sicherheit werden künftig immer enger zusammenwachsen. So vereint „Safety over IO-Link“ von Balluff bereits heute Automation und Sicherheit in einem effizienten Gesamtsystem. BEDARF WIRD STEIGEN Lösungen und Funktionen, die Kosten senken und die Effizienz steigern, werden bei Anwendern auch künftig auf Interesse stoßen. „Wir gehen davon aus, dass der Bedarf an servo-hydraulischen Pressen auch in Zukunft steigen wird, weil dieser Pressentyp ganz einfach energieeffizienter arbeitet. Mit dem Wegmesssystem von Balluff an Bord erhalten unsere Kunden eine leistungsfähige Presse, die über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg Kosten senkt“, fasst Michael Lange zusammen. Fotos: Balluff GmbH, Schubert Group www.balluff.com 01 POINTIERT WEGESIGNALE IN ECHTZEIT ÜBERMITTELT PERFORMANCELEVEL D MESSLÄNGE BIS ZU 48 METER AUFLÖSUNG VON 1 µm 01 Das Wegemesssystem BML05RP ist kompakt gebaut und arbeitet berührungsfrei 02 Servo-hydraulische Presse mit Wegemesssystem 02 www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2020/07-08 27

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