Force mesurée sur les chaînes

Les chaînes sont un composant indispensable dans de nombreuses applications de levage. Naturellement, la sûreté et la conformité aux normes en vigueur sont vraiment essentielles ici, comme elles le sont pour d'autres appareils de levage. En effet, toutes les fois que des charges lourdes sont déplacées, il peut y avoir un danger réel pour les gens qui sont à proximité immédiate. La garantie d’une bonne qualité est donc particulièrement importante dans la production des chaînes de levage. La société Ketten Wälder a mis toute sa confiance dans les moyens de mesure HBM pour équiper ses systèmes de production

Les techniques de levage sont l'une des demandes d’application pour les chaînes produites par l’entreprise Ketten Wälder Gmbh, située à Endorf en Haute Bavière. La société de taille moyenne emploie 40 personnes et produit quotidiennement jusqu'à 4.000 mètres de chaînes de grande qualité. Le traitement des matières premières, comme l'acier pour la fabrication des chaînes, est un processus complexe et tous les phases doivent être exactement.

Les matières premières de différentes qualité et dimensions sont tout d'abord soulevées sur un pot tournant. Une machine d’étirage dessine alors le matériel au diamètre exigé. Après cela, les différents maillons de la chaîne sont produits dans une machine à cintrer les chaînes, maillon par maillon, ils sont empilés d'une manière ordonnée, puis sont alignés et assemblés bout à bout. Des machines modernes de soudage constituent le poste de production suivant, de manière à souder les liens individuellement. Le procédé de soudure sur les machines est entièrement automatique.

Des paramètres importants tels que la pression de renversement et l'écoulement courant sont mesurés en même temps, afin de mesurer la qualité de la couture de soudure. Dans l’étape suivante complètement automatique, les informations importantes comme la classe de qualité, un code de traçabilité et la marque du fabricant sont embouties dans le matériau. Les chaînes sont alors durcies et trempées. Pour cela, elles sont d'abord chauffées puis passer dans un bain dans lequel elles sont trempées pour être refroidis très rapidement. Elles sont alors réchauffées jusqu'à ce que la force et l'élasticité exigées soient assurées.

Pendant la production, la chaîne est pliée, maillon par maillon, alignée et montée, bout à bout.

La machine de calibrage étire toujours une section courte de la chaîne, en même temps qu’elle mesure la force exigée pour celle-ci.

À la fin du processus de fabrication, l'aspect extérieur reste allumé l'ordre du jour, ainsi il signifie que la surface des chaînes sera traitée, pour leur donner leur aspect final. Les chaînes de Wälder peuvent être lumineux-de finition, données un enduit respectueux de l'environnement de laque, ou galvanisées, au besoin. Ici chez Ketten-Wälder, nous avons développé notre propre processus de galvanisation, qui est garanti pour éliminer la fragilisation par l'hydrogène.

Les machines de calibrage mettent les chaînes à la bonne longueur

Avant de suivre le traitement extérieur final, les chaînes traversent une machine de calibrage. Ici les chaînes sont étirées pour les mettre à leur taille correcte, ce qui déforme légèrement les différents maillons de la chaîne.

En même temps, on examine la force sur la chaîne. Les liens de la chaîne sont déformés légèrement à plus de 2.5 fois la capacité de charge nominale de la chaîne. Selon la taille des différents maillons de la chaîne, sept à dix maillons peuvent être étirés et contrôlés en même temps sur la machine de calibrage. La force qui doit être appliquée pour faire cette opération s'étend de 10kN à plus de 200kN, selon la taille de la chaîne. Si une des soudures qui ont été produites pour ne pas faire de bruit, par exemple, se cassera à ce moment quand elle est étirée.

Parceque le défaut est découvert quand la chaîne est étirée, l'essai à 100% de tous les maillons de la chaîne est assuré. C'est obligatoire pour répondre aux procédures de contrôle qualité. Seules les chaînes qui sont passées par l'essai approprié peuvent être utilisées dans les applications de levage. Cela est stipulé dans les normes DIN EN 818 DIN, DIN EN 766 , DIN 5684 et DIN 5687.

Dans la machine de calibrage, un cylindre hydraulique produit la force exigée pour déformer les maillons de la chaîne. La force qui doit être appliquée pour rendre la chaîne à la taille correcte, doit être exactement surveillée pendant le processus. Si la force maximum de préréglage n'est pas atteinte, c'est un signe que la chaîne est cassée, alors la machine s'arrête automatiquement.

« Jusqu'à présent, nous avons employé les techniques de mesure analogiques dans les machines de claibrage », rapporte Reimar Bürkmayer (Dipl-ing), qui est responsable du développement et de l'optimisation des processus de production chez Ketten Wälder. Un amplificateur simple et analoguique surveille si la valeur de consigne de la force d'ensemble est réellement atteinte.

L'amplificateur de MP85A de HBM analyse le signal mesuré de la force en interne, lui permettant de produire immédiatement un signal OK/NOK.

Il y a beaucoup d'avantages avec une technologie de mesure numérique

Quand il est devenu nécessaire d'améliorer une des machines de calibrage, la décision a été prise chez Ketten Wälder de convertir la technologie de mesure en technologie numérique moderne. Ils utilisent maintenant un amplificateur numérique du type MP85A, de HBM.

Un capteur de force annulaire du type KMR, ayant une force nominale de 400kN, mesure la force appliquée par le cylindre hydraulique. Le capteur de force est conforme à un niveau de protection IP67. Il est ainsi également approprié pour un usage dans des conditions environnementales dures. Le boitier en acier inoxydable le rend résistant aux influences des ces environnements. Parce que le capteur est de forme annulaire, il est idéal pour une intégration dans la machine. La bonne reproductibilité de la mesure de force garantit des résultats sûrs et fiables.

L'amplificateur MP85A est spécifiquement conçu pour les applications de contrôle qualité dans un processus de fabrication et dispose d’un microprocesseur et les algorithmes appropriés, de sorte que les valeurs mesurées soient déjà analysées intérieurement. L'amplificateur enregistre la force pendant le processus et examine si la force maximum réalisée se trouve en dessous d'une fenêtre donnée, de manière à pouvoir prendre la décision « OK/Not OK ». S'il y a une erreur, parce que la force maximum est basse, par exemple, les amplificateurs arrêtent immédiatement le processus.

« Il était particulièrement important pour nous en rétrofitant la machine de calibrage de pouvoir également noter la force mesurée », indique Reimar Bürkmayer, rappelant un des besoins principaux qui devait être délivré par le nouveau système de mesure. L'amplificateur a une interface Ethernet intégrée, par laquelle les valeurs de force mesurées sont transférées vers un PC de contrôle, où elles sont affichées.

Une réalisation graphique de la force tandis que la section de la chaîne est étendue par la force, illustre en un coup d'oeil si le process fonctionne correctement. La valeur maximum, qui chaque fois est atteinte, est stockée dans une base de données. La sauvegarde de ces valeurs est particulièrement importante en ce qui concerne une traçabilité complète. Il n'aurait pas été difficile de sauvegarder la réponse en force entière. « Mais ce n'est pas nécessaire pour notre application », explique Reimar Bürkmayer. « Nous gardons un volume minimum de données,en sauvant seulement la valeur maximum à chaque fois. »

La réponse en force est affichée sur l'écran de l'IPC.

Évolution de la vieille technologie analogue

Quand la machine de calibrage devait être améliorée, Ketten Wälder est allé voir sur le marché ce qui était disponible. Une partie de la vieille technologie de mesure analogique provenait également de chez HBM, aussi il a été de nouveau demandé à HBM des solutions appropriées et modernes. «Nous avons méticuleusement comparé les propositions des différentes entreprises et avons finalement décidé de prendre HBM, parce qu’ils nous ont donné le meilleur rapport prix/performance», commente Reimar Bürkmayer pour justifier la décision de choisir HBM comme fournisseur.

En même temps que le matériel, capteur de force et amplificateur, HBM a également fourni le package Industry Monitor Software. Cette application est basée sur Microsoft .Net et permet de visualiser les valeurs mesurées de la force sur un PC industriel relié par l'intermédiaire d’Ethernet avec TCP/IP.

HBM a été également responsable pour programmer une application appropriée pour stocker les données mesurées dans une base de données. Le logiciel a un écran d'entrée facile à utiliser, dans lequel le type de la chaîne qui est traitée actuellement dans la machine de calibrage peut être choisi parmi une liste. L'utilisateur doit alors également introduire le numéro approprié du lot. Le logiciel crée automatiquement les dossiers pour stocker les valeurs mesurées. Les données qualité de chaque chaîne qui quitte la société peuvent être ainsi tracées sûrement.

«HBM n'a eu aucun problème pour programmer l'application individuelle et globalement nous sommes très satisfaits» indique Reimar Bürkmayer récapituler l'expérience acquise par le projet. Les autres machines de calibrage chez Ketten Wälder seront dès maintenant graduellement équipées d’une technique de mesure numérique moderne.