Fluidtechnik

Hybridantrieb sorgt für Dynamik und Präzision bei Stanzmaschinen

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Das Lagemesssystem (g) arbeitet nach dem magnetostriktiven Prinzip. Die Messwerte für die Lage der bewegten Motorkomponenten werden als absolute Werte mit einer Auflösung von einem Mikrometer bereitgestellt. Die mitbewegte Komponente des Lagemesssystems besteht aus einem Permanentmagnetsystem von nur wenigen Gramm.

Stanzmaschinen-Linearmotor für hohe Beschleunigungen ausgelegt

Die elektrischen Parameter des Linearmotors sind für hohe Beschleunigungen optimal der Antriebselektronik angepasst. Mit der Antriebselektronik wird der Linearmotor feldorientiert lagegeregelt.

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Die Ansteuerung erfolgt über binäre Ein- und Ausgabesignale oder ein Feldbussystem wie Profibus DP, Ether-Cat oder CAN-Open. Damit lässt sich eine kundenspezifische Systemkoppelung zur Maschinensteuerung realisieren.

In den Bildern 2 bis 4 sind typische Stanz- und Signierzyklen mit dem Hybridantrieb dargestellt. So zeigt Bild 2 den Weg- und Druckverlauf im Kolbenraum des Arbeitszylinders beim Stanzen von 1 mm dickem Edelstahlblech (Durchmesser des Werkzeugs: 50 mm). Deutlich erkennbar ist der Druckanstieg beim Auftreffen des Stößels auf das Blech und der schlagartige Abbau des Arbeitsdrucks beim Abreißen des Bleches. Im Vergleich dazu zeigt sich die stetige und jederzeit kontrollierte Stößelbewegung.

Bessere Anpassung der Stanzmaschinen-Leistung als bei klassischen Zweidrucksystemen

Bild 3 zeigt einen 10-mm-Stanzhub bei variabler Hubgeschwindigkeit. Durch die gezielte Geschwindigkeitsvariation lässt sich der Geräuschpegel beim Stanzen deutlich reduzieren. Die Geschwindigkeitsänderung erfolgt hochdynamisch. In diesem Beispiel wird die Geschwindigkeit innerhalb weniger Millisekunden von 400 auf 100 mm/s verringert.

In Bild 4 wurden 1-mm-Signierhübe gemessen – bei einer Signierfrequenz von 3000 Hüben je Minute (50 Hübe pro Sekunde). Trotz dieser hohen Hubfrequenz, die der Hybridantrieb ermöglicht, ist die Wiederholgenauigkeit der Arbeitszyklen extrem hoch.

Hybridantrieb für Stanzmaschinen erhöht Energieeffizienz deutlich

Klassische Zweidrucksysteme arbeiten mit zwei fest eingestellten Druckwerten, zum Beispiel mit einem Niederdruck von 70 bar und einem Hochdruck von 250 bar. Dies bedeutet, dass schon bei relativ geringen Stanzkräften mit maximalem Druckniveau gearbeitet werden muss und es dadurch zu sehr hohen Leistungsverlusten kommt.

In dem von Hoerbiger entwickelten energieeffizienten Aggregat für den HDDL-Hybridantrieb ist es möglich, durch eine flexible Druckvorwahl eine optimale Anpassung an die benötigte Stanzkraft vorzunehmen und somit die sonst üblichen Leitungsverluste zu vermeiden (Bild 5).

Josef Ritzl ist Anwendungstechniker bei der Hoerbiger Automatisierungstechnik GmbH in Altenstadt. Manfred Kurz ist Entwickler im gleichen Unternehmen.

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