Artis setzt auf HBM-Messtechnik aus der Paceline-Serie

Die Artis GMBH aus Bispingen ist ein international führendes Unternehmen im Bereich Werkzeug-, Prozess und Maschinenüberwachung. Bei der Überwachung von Dreh-Drehräumprozessen in der Metallzerspanung setzt Artis auf die bewährten piezoelektrischen Systeme der Paceline-Serie von HBM.

Der Dreh-Drehräumprozess ist eine Kombination aus Drehen und Drehräumen und wird beispielsweise bei der Bearbeitung von Kurbelwellen eingesetzt. Die Dreh- und die Drehräum-Werkzeuge sind dabei radial auf einem Revolver angeordnet, der sich an den zu bearbeitenden Stellen in das Werkstück hinein und an Lagern sowie Zapfen entlang bewegt, während die Kurbelwelle rotiert.

Der Prozess der Kurbelwellenbearbeitung ist extrem komplex und erfordert höchste Prozesssicherheit.

Herausforderungen beim Messen der Prozesskraft

Die Konstruktion der Dreh-Räummaschine erlaubt nur eine Messung der Prozesskraft am Fuß der Antriebeinheit des Revolvers. So war die Idee der Artis GmbH, eine messende Unterlegscheibe unter eine vorhandene Verschraubung zu installieren.

Daraus ergeben sich die folgenden Herausforderungen:

  • zum einen muss die Schraubverbindung mit Nennvorspannkraft nach DIN 18800 angezogen werden
  • zum anderen sollen relativ kleine Prozesskräfte bei dieser hohen Vorspannkraft zuverlässig erfasst werden

In der Praxis sind dies zum Beispiel 110.000 N Vorspannung bei einem normgerechten Anzugmoment einer M16 Schraube der Güte 12.9 und Bearbeitungskräfte von 500 - 1000.

Prozessdiagnose mit dem Überwachungssystem CTM von Artis. Bearbeitungsfehler werden direkt erkannt.

Die Lösung

Piezoelektrische Kraftmessringe und Ladungsverstärker von HBM

„Wir haben mit HBM mögliche messtechnische Lösungsansätze auf Piezo- und DMS-Basis diskutiert und verglichen und sind zu dem Ergebnis gekommen, dass die CFW-Sensoren der Paceline-Serie für diese Applikation prädestiniert sind. Wir waren zunächst skeptisch, da wir bereits in der Vergangenheit piezoelektrische Sensoren anderer Hersteller im Einsatz hatten und keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt hatten“, erinnert sich Hans-Georg Conrady, Geschäftsführer von Artis.

In der Tat sind die Sensoren in dieser Applikation besonderen Anforderungen
ausgesetzt. Hierzu gehört beispielsweise

  • die Umströmung der Sensoren mit Kühlemulsion,
  • heiße herab fallende Metallspäne auf Sensor und Kabel
  • sowie dauerhafte Schock- und Vibrationsbelastung der Sensoren während der Kurbelwellenbearbeitung.

Der technologische Vorteil der Paceline-Sensoren – die messbereichsunabhängige Empfindlichkeit – kommt hier voll zum Tragen: Die durch die hohe Vorspannkraft der Verschraubung erzeugte Ladung wird durch den Ladungsverstärker CMD600 vor der Messung kurzgeschlossen. Zudem wird das Nutzsignal optimal verstärkt und dem Artis-Prozessüberwachungssystem CTM als Prozessparameter zur Verfügung gestellt. Die mechanische Robustheit der Messkette wird außerdem durch ein metallummanteltes Ladungskabel erreicht, um den oben genannten hohen Anforderungen gerecht zu werden.

The Customer

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"Mit der HBM-Messtechnik haben wir nun einen weiteren wichtigen Baustein in unserem Gesamtsystem für die Maschinenüberwachung und können unseren Kunden helfen, ihre Produktivität zu erhöhen und die Qualitätskosten zu reduzieren.“

Hans Georg Conrady, Geschäftsführer Artis GmbH

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