AMO Automatisierung AMOSIN: Absolutes Längenmesssystem für genaues Positionieren

Das Messsystem von AMO ist unempfindlich gegenüber magnetischen Störfeldern, was beim Einsatz in den Bihler-Pressen von Vorteil ist.

Absolute Längenmesssysteme kommen in Fertigungsprozessen zum Einsatz, in denen ein schnelles und genaues Positionieren von Werkstücken und Werkzeugen sowie hohe Auflösung, Dynamik und Steifigkeit bei der Messung gefordert sind. Die Absolutposition wird direkt beim Einschalten der Maschine ohne Referenzfahrt erfasst.

Die absoluten Längenmesssysteme der AMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbH werden u. a. in den Stanzbiegeautomaten von Bihler eingesetzt und erfüllen die Funktion einer sehr genauen Positionssteuerung. Je nach Komplexität des zu fertigenden Bauteils können bis zu 24 Messsysteme in einer Maschine verbaut sein. Entsprechend der Kundenanforderungen setzt Bihler seine Maschinen nach dem Baukastenprinzip zusammen und hat somit für verschiedenste Fertigungsverfahren die passende Lösung parat.

Beim Einsatz in den Pick & Place-Modulen von Bihler muss das absolute Längenmesssystem von AMO kurzen Zykluszeiten sowie einer hohen Positioniergenauigkeit gerecht werden.

Längenmesssystem für mehr Präzision

Mit der Entwicklung seiner Pick & Place-Module ist Bihler vor vier Jahren auf die absoluten Längenmesssysteme von AMO aufmerksam geworden. Die Anwendung stellte hohe Anforderungen an die Präzision des Systems, da nicht nur extrem kurze Zykluszeiten, sondern auch höchste Positionier- bzw. Wiederholgenauigkeiten erreicht werden sollten. Darüber hinaus sollte die verbaute Messtechnik resistent gegen Erschütterungen sowie Öle oder Fette in der Maschine sein. Ein weiteres wichtiges Kriterium, das es zu erfüllen galt, war eine hohe Ausfallsicherheit, um Anlagenstillstände zu minimieren.

Schlussendlich fiel die Entscheidung des Maschinenbauers auf ein Messsystem von AMO zur Positionserfassung: Das System beinhaltet den Abtastkopf LMKA 11100 und das Maßband LMBA-1110.2 mit einer Genauigkeit von +/- 5µm/m. Der große Vorteil des Systems ist der robuste Aufbau und die Unempfindlichkeit gegenüber Staub, Kühlschmiermittel und Öl. Es entspricht nicht nur der Schutzart IP67, auch gegenüber Magnetismus ist die Technik absolut unempfindlich.

In der Spindelpresse P 400kN NC von Bihler ist ein absolutes Längenmesssystem von AMO verbaut.

Weitere Einsatzgebiete des Wegmesssystems

Da sich die Maschinen von Bihler aus einem individuellen Baukastensystem zusammensetzen, wird das absolute Längenmesssystem von AMO heute nicht mehr nur bei Pick & Place-Anwendungen, sondern in verschiedenen, standardisierten Prozessmodulen zur absoluten Positionsangabe eingesetzt – so u. a. in den Schlittenaggregaten NCA-5 und NCA-7, die auf Servo-Stanzbiegeautomaten zum Einsatz kommen, in der Spindelpresse P 400 kN NC, in der NC-Presse SP 500, in einem Materialeinzug mit Linearmotor, der auf der BIMERIC BW 4500 (Siemens-Schweißstraße) eingesetzt wird, in der Ringpresse RP 5000 und auch zur Steuerung werkzeugbezogener Längsbewegungen einer Maschine.

Verschiedene Anwendungen auf mechanischen und hybriden Stanzbiegeautomaten sowie Bearbeitungszentren bis hin zu rein servogesteuerten Fertigungs- und Montagesystemen benötigen einen robusten Stahlmaßstab. Denn durch die kontinuierliche Erfassung messtechnischer Größen wie Temperatur, Kraft, Weg und Vibration und deren Verknüpfung mit intern hinterlegten Grenzwerten und Grenzkurven lassen sich Beschädigungen an Maschine und Werkzeug vermeiden.

Auch in den Schlittenaggregaten von Bihler kommt das Längenmesssystem von AMO zum Einsatz.

In verschiedenen Ausführungen

Die absoluten Längenmesssysteme von AMO sind in vielen Ausführungen erhältlich: Sie basieren auf dem induktiven AMOSIN-Messsystem, das komplett auf magnetische Teile verzichtet und Anwendern viele Vorteile bietet. Die breite Anwendungspalette der Lösungen reicht von extrem genauen Positionierungen bei Messmaschinen und Bestückungsautomaten über Werkzeugmaschinen und Blechbearbeitungsmaschinen bis hin zu direkt angetriebenen Linearachsen.

Die Ausführung aus der Messfamilie ABSYS für die Längenmessung besteht aus dem Maßstab LMBA-1110 und dem Abtastkopf LMKA-11100 und wird in der Schutzart IP67 realisiert. Die offenen, nicht geführten LMKA-Abtastköpfe mit integrierter Elektronik sind mit den Maßbandausführungen LMBA-1110/2110 bzw. LMBA- 1410/2410 kombinierbar. Der Maßstab ist ein dünner Stahlstreifen mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 13 ppm. Er wird auf das betreffende Maschinenteil aufgeklebt.

Die Teilungen des Maßstabs werden mittels photolithographischem Verfahren hergestellt. Sie weisen in ihren Teilbereichen eine unterschiedliche Reluktanz als Messinformation auf. Es gibt verschiedene Versionen mit einer Genauigkeit von bis zu +/- 3 µm/m. Der Abtastkopf beinhaltet den induktiven Sensor und die Auswerteelektronik. Er wird in Auflösungen von 1 und 0,25 µm angeboten, höhere Auflösungen sind in Vorbereitung. Die Längenmesssysteme sind für Geschwindigkeiten von bis zu 10 m/s ausgelegt.

Schnittstellen und Kombinierbarkeit

Die Signalausgabe der absoluten Längenmesssysteme erfolgt über serielle Schnittstellen. Bei Taktzeiten von 100 KHz bis 1 MHz wird SSI mit SIN/COS 1 Vss kombiniert – BiSS/C eignet sich für Taktzeiten bis zu 10 MHz.

Mit der neuen leistungsstarken DRIVE-CLiQ-Schnittstelle können die absoluten Messsysteme von AMO zudem direkt an SINAMICS- und SINUMERIK-Komponenten von Siemens angebunden werden. Diese Kombination eignet sich insbesondere für Anwendungen mit Direktantrieben bzw. Torquemotoren. Nicht zuletzt hat Fanuc die Schnittstellen der absoluten Längenmesssysteme von AMO offiziell als kompatibel zum Fanuc-Protokoll für serielle Schnittstellen (Typ α) zertifiziert.