Fahren Sie besser mit PME

Kühne + Vogel setzt auf die Vorteile des PME-Messverstärkersystems

Die Firma Kühne + Vogel in Roth bei Nürnberg mit knapp 100 Mitarbeitern bietet seit 30 Jahren maßgeschneiderte Lösungen im Anlagen - sowie im Sondermaschinenbau. Eine Zweigniederlassung in Nürnberg beschäftigt sich mit Werkzeugbau und Dienstleistungen, wie z.B. Werkinstandhaltungen. Die meisten Kunden sind in Süddeutschland angesiedelt, die Anlagen befinden sich allerdings weltweit im Einsatz.

Komplette Prüfanlagen für Automobilzulieferer

Kühne +Vogel bietet ihren Kunden Komplettanlagen aus einer Hand. Beispiele hierfür sind Montage- und Prüfeinrichtungen für Automobilzulieferer. Anwendungen sind die Prüfung von Fensterhebern, Sitzen, Klimaanlage, Lenkung und Hydraulik. Dabei wird immer sehr hoher Wert auf Bedienerfreundlichkeit gelegt. Auch bei Individuallösungen setzt Kühne + Vogel industriegerechte Standardsysteme renommierter Hersteller ein.

Qualität und Bedienkomfort von Autositzen sichern

Für die Prüfung von Sitzbeschlägen sowie kompletten Autositzen hat Kühne + Vogel bereits mehrere Anlagen für namhafte Automobilzulieferer entwickelt und gebaut. Das entscheidende Qualitätskriterium für den Bedienkomfort eines Autositzes sind die vom Fahrer bzw. Beifahrer aufzubringenden Kräfte bzw. Drehmomente für die Sitzverstellung. In den nachfoldend beschriebenen Anlagen werden diese Verstellkräfte automatisch erfasst, protokolliert und ausgewertet. Für die Messwertermittlung wurden bisher schleifringlose Drehmomentmesswellen und Industrie-Drehmomentmessverstärker IGMD von HBM eingesetzt (Abb.1)

Abb.1: Die Neigung einer Rückenlehne angenehm verstellen. Diese Anlage misst den dafür notwendigen Kraftaufwand.

Verschließfrei- die HBM-Drehmomentwelle T34

Die Drehmomentmesswellen T34 arbeiten dabei mit einem berührungslosen Messwertübertragungssystem, benötigen also weder Schleifringe noch zusätzliche Lager zwischen Rotor und Stator. Dies garantiert einen verschleißfreien und absolut wartungsarmen Betrieb.

Die Messdatenerfassung mit IPC

Das Ausgangssignal der Messwelle ist ein störunempfindliches Frequenzsignal (10 ± 5 kHz), das von dem robusten Messverstärker IGMD in ein analoges 0... ± 10 V-Signal gewandelt wird. Die anfallenden Messdaten werden dann in einem leistungsfähigen Industrie-PC (IPC) gesammelt, visualisiert und ausgewertet. Die harten Prüfbedingungen und die begrenzte Prüfzeit verlangen dabei, dass jede ms ein Messwert erfasst wird. Für diesen Zweck wird ein IPC mit einer vom Betriebssystem unabhängig arbeitenden Messkarte eingesetzt.

Eine neue Prüfstandgeneration mit dem PME-Messverstärker

Auch in einer neu entwickelten Prüfanlage (Abb.2) müssen die Verstellkräfte zur Einstellung der Rückenlehnenneigung am Fahrerund Beifahrersitz gemessen und beurteilt werden. Die Position der Sitzlehne und des Handrades werden mittels Absolutdrehwinkelgeber ermittelt. Die Verstellung erfolgt mit Gleichstromservomotoren. Zur Messung des Drehmoments wird weiterhin die Drehmomentmesswell T34 eingesetzt. Der doppelt aufgebaute Prüfstand dient dazu Fahrer- und Beifahrersitze an einem Arbeitsplatz zu testen. Beim neuen Prüfstand beträgt die Messzeit nur noch cy9 s und die Taktzeit ca 24 s. Für diese moderne Anlage sollte neueste Verstärkertechnologie eingesetzt werden und man entschied sich für das industrielle Messverstärkersystem - PME von HBM.

Abb. 2: Prüfstand mit modernster Technik

Vorteile mit PME

Neben dem Preisvorteil bedeutet der Einsatz der neuen PME-Baugruppen für den Anwender eine deutliche Verbesserung im Vergleich zur herkömmlichen Analogtechnik mit IGMD. Dies beginnt bei der vereinfachten Montage auf der Hutschiene im Schaltschrank (Abb. 3), reicht über den minimierten Verdrahtungsaufwand mit steckbaren Schraubklemmen, die Vorortanzeige für den Servicefall, bis hin zur digitalen Busankopplung über CANopen und/oder Profibus DP (siehe Seite 18).

Abb.3: Steuerung der PME-Module und des Servo-Lesitungsteils über eine Siemens-SPS mit Profibus-DP Schnittstelle

Vorteile des PME-Systemes im Vergleich zur bisherigen Lösung

  • Digitale Signalverarbeitung, daher 100% reproduzierbar
  • Integriertes Anzeige- und Bedienfeld für den Service vor Ort
  • Busanbindung über CANopen und Profibus DP zur Kommunikation mit SPS und PC
  • Skalierbarer Analogausgang (umschaltbar 0...±10 V oder 0/4...20 mA)
  • Zusatzfunktionen wie Filterung, Tarierung, Grenzwerte und digitale Ein-/Ausgänge
  • (24 V-SPS-Pegel) sing Standard
  • Industrietaugliches Konzept - EMV-festes Aluminium Druckgussgehäuse, galvanische getrennte 24 V-Speisung

Das PME-Setup Toolkit

Bewährt hat sich zudem der Einsatz des Einstell- und Parametriertools (PME-Setup Toolkit). Dieses Setup-Toolkit enthält neben dem Windows-Setup-Programm auch den notwendigen Adapter für die Umsetzung einer parallelen Schnittstelle auf CANopen und ein Verbindungskabel zwischen PC und Modul. Mit diesem Toolkit können alle PME-Baugruppen einfach, schnell und sicher parametriert werden. Alle Einstellungen können so auf einer Diskette oder Festplatte gespeichert werden und im Servicefall sind die Parameter in kürzester Zeit wieder auf eine neue Baugruppe übertragen. Obwohl über den Profibus DP sowohl alle relevanten Messdaten als auch alle digitalen I/O-Signale übermittelt werden können erfolgt im vorliegenden Fall die Messdatenweiterverarbeitung weiterhin analog. Die Gründe hierfür liegen in dem übernommenen Hard und Softwarekonzept der bereits realisierten Anlagen und in den Besonderheiten der geforderten Messdatenauswertung. Es muss pro Grad ein Messwert eingelesen werden, wobei die Winkelgeschwindigkeit bei 1°/ms liegt. Diese Forderungen können bisher nur über die vom Betriebsystem unabhängige Erfassungskarte im IPC erfüllt werden. Die Grafik oben (Abb. 4) zeigt eine entsprechende Auswertung.

Abb. 4: Typische Drehmoment-Drehwinkel Verlauf

Profibus DP - Die Vorzüge

Trotzdem werden vom Profibus DP wichtige Aufgaben übernommen. Zum Beispiel das Abgleichen des Nullpunktes vor Beginn der Messung oder das Umschalten zwischen vier möglichen Parametersätzen und die Übermittlung von Fehlerzuständen am Aufnehmer oder im Verstärkerbaustein. Somit ist für jede Betriebsart ein Höchstmaß an Genauigkeit und Prozesssicherheit gewährleistet. All dies sind Eigenschaften, die in Anlagen, wie sie von Kühne + Vogel konzipiert und produziert werden, sehr hoch geschätzt werden. Mit der vollständigen Produktlinie PME von HBM ist die Integration der Messtechnik in innovative Automatisierungsabläufe einfach und kostengünstig möglich. Das richtungsweisende Konzept der PME-Familie setzt neue Maßstäbe in der Verbindung zwischen Mess- und Steuerungstechnik.

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