Streck-Biege-Richtanlage für dünnste Kupferbänder mit minimalen Toleranzen

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Zum Zugaufbau besitzt die Anlage auf der Bremsseite, also vor der Richtmaschine, vier Walzen, um die das Metallband läuft und die zusammen mit dem Abhaspel den Rückhaltezug generieren. Hinter der Richtmaschine ziehen die vier Zugwalzen gemeinsam mit dem Aufhaspel am Band. Durch Überlagerung von Zug und Biegung zwischen den Gruppen aus oberen und unteren Richtwalzen werden die inneren Spannungen und die Formabweichungen der Bänder reduziert. Um bei den sehr dünnen Bändern mit Materialdicken zwischen 30 und 200 µm noch einen ausreichenden Richteffekt zu erzielen, hat der Metallband-Experte eine Kassette mit 8 mm Richtwalzen-Durchmesser entwickelt. Bei Werten über 200 µm kommen 12-mm-Richtwalzen zum Einsatz.

Hochdynamischer Antrieb für breites Regelungsspektrum

Abweichungen werden automatisch durch eine Vollmer-Planheitsmessrolle zur kontinuierlichen Bandformmessung detektiert. Dabei üben Bandzonen mit Wellen weniger Kraft auf die segmentierte Rolle aus als die ebenen. Eine Software errechnet anhand der Messwerte die mathematische Formel der Bandform und erstellt daraus ein 3D-Modell. Davon ausgehend lässt sich die notwendige Anstellung der Richtwalzen-Abstützungen errechnen und automatisch anpassen. Ein manuelles Nachjustieren ist dabei unnötig. Eine Besonderheit sind die vier Stellachsen an der oberen Richtkassette, die für die extrem genaue Anstellung in den drei Raumachsen sorgen. „Je nach Anfangsplanheit können so Ebenheiten bis hinunter zu einer I-Unit erreicht werden. Das entspricht einer 0,2 mm hohen und 100 mm langen Welle im Band“, erklärt Lüdecke.

Grundsätzlich werden auf der Anlage ohne Einschränkung alle Kupferlegierungen bei einem großen Bandquerschnittsbereich gefahren, wobei die Zugfestigkeit des Materials zwischen 300 und 1.100 N/mm² liegen kann. So liegt die Dicke zwischen 30 und 500 µm und die Breite zwischen 100 und 450 mm, was ein Querschnittsverhältnis von 1 : 75 ergibt. Rechnet man die Streckgrenze von 200 bis 1.050 N/mm² hinzu, beläuft sich das zu regelnde Verhältnis auf 1 : 390. Aufgrund dieses weiten Spektrums wird der Bandzug direkt an Ab- und Aufhaspel sowie vor der Richtmaschine gemessen und dient als Regelgröße für die Antriebe. Diese sind mit hochdynamischen AC-Motoren ausgestattet.

Besonders benutzerfreundliches und sicheres Bedienkonzept

Die installierte Leistung beläuft sich dabei auf rund 550 kW. „Die Einspeisung erfolgt mit Sinamics S120 Basic Line-Baugruppen, so dass die generatorisch erzeugte Energie über eine Rückspeisung auf der Zugseite ‒ das heißt, für die Motoren hinter der Richtmaschine ‒ wiederverwendet werden kann. Dies führt zu einer deutlichen Energieeinsparung“, legt Lüdecke einen der zentralen Vorzüge der Anlage dar. Die Ansteuerung übernehmen voll digitalisierte Wechselrichter, die über Profibus L2-DP an die SPS der Anlagensteuerung gekoppelt sind. Die eigentlichen Regelfunktionen werden über einen Mikroprozessor kontrolliert, der neben einem hohen Bedienkomfort auch eine einfache Inbetriebnahme und Wartung ermöglicht.

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