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Effizienter Antrieb sorgt für den perfekten Schliff

Bild 1. Mit Honmaschinen lassen sich besonders glatte Oberflächen erzeugen

Bild 2. Bis zu 12 m lange und 80 cm dicke Werkstücke können auf den NC-gesteuerten Gering-Anlagen bearbeitet werden

Bild 3. Durch den Einsatz des ACSM1 spart Flocke Stromkosten, was eine kurze Amortisationszeit zur Folge hat

Einfache Büchsen, meterlange Rohre, hochkomplexe Bauteile oder ausgefallene Materialien werden mit Honmaschinen besonders exakt bearbeitet und geglättet. Eine seiner Maschinen hat Flocke mit einem Servoumrichter modernisiert. Im Vergleich zum bisherigen DSH-Gerät sorgt dieser für eine präzisere Drehzahlregelung und eine Reduzierung der Energiekosten.

In der Feinbearbeitung von metallischen Oberflächen für den Maschinen- und Gerätebau kommt dem Honen die Funktion des finalen „Feinschliffs“ zu. Der Begriff Honen leitet sich vom englischen Verb „to hone“ ab, das ursprünglich das Abziehen oder das Wetzen eines Gegenstands auf einem Stein bedeutete. Im modernen Maschinen- und Gerätebau wird mit dem Verfahren die Maß- und Formgenauigkeit verbessert und damit die Reibung und der Verschleiß reduziert (Bild 1).
Eine Honmaschine führt ein rotierendes Werkzeug, der sogenannte Honstein, in eine zu bearbeitende Bohrung ein und bewegt es darin rotierend sowie oszillierend. Die Schneidleisten werden mit einem variabel einstellbaren Druck an die Bohrung angepresst. Hierdurch erhält die Oberfläche der inneren Zylinderwandung ein charakteristisches Aussehen mit schräg im Zylinder verlaufenden Riefen und bekommt definierte Glättungs-Eigenschaften.
Honmaschinen werden modernisiert
Alexander Flocke Wupperhof besitzt langjährige Erfahrung auf diesem Gebiet der Oberflächenbearbeitung. Auf modernen NC-gesteuerten Gering-Anlagen bearbeiten die Mitarbeiter Werkstücke, wie Zylinderrohre, Pumpenkörper, Rohrhalbzeuge, Laufbüchsen, Kolbenrohre, Steuergehäuse oder Maschinenteile, mit einer Länge bis 12 m und einem Durchmesser von 15 mm bis 800 mm passgenau. Des Weiteren ist das Unternehmen darauf spezialisiert, verschlissene Zylinderlaufflächen zu glätten. So vielfältig wie die Produkte sind auch die bearbeiteten Materialen (Bild 2). Das Spektrum reicht von ungehärtetem und gehärtetem Stahl über Edelstahl, NE-Metalle und keramische Beschichtungen bis zu Glas und Panzerbeschichtungen.
In diverse Honmaschinen setzt Flocke DSH-Geräte, das heißt alte Servoantriebe von ABB, ein. Diese werden jetzt sukzessive durch den modernen High-Performance-Servoumrichter ACSM1 (Bild 3) inklusive Synchronmotor ersetzt. Der Umrichter kann mit unterschiedlichen Gebersystemen Asynchron- und Synchron-Motoren, Asynchron-Servomotoren sowie Torque-Motoren regeln und eignet sich auch für geberlose Systeme (Open-loop-Applikationen). Durch seine kompakte Hardware, die flexible Programmierung und das steckbare Speichermodul für die Software lassen sich mit ihm flexible Antriebskonfigurationen bei hoher Verfügbarkeit realisieren. Um die Signale des Resolvers auszuwerten, verfügt der Regler über das optionale Resolvermodul FEN-21.
Exakte Einhaltung der Drehzahl
Die Anforderung an die Antriebstechnik besteht bei der Honmaschine vor allem darin, die Drehzahlgenauigkeit des Motors exakt einzuhalten. Des Weiteren muss der Synchronmotor mechanisch kompatibel zum Getriebe sein, das nicht ersetzt wurde. Der Antrieb der Honmaschine wird über den Analog-Spannungseingang für die Drehzahlregelung angesteuert. Die Positionierung erfolgt nach wie vor zentral in der übergeordneten Steuerung. Dafür mussten alle externen Schnittstellen, das sind der Analogeingang für den Drehzahlsollwert, der Digitaleingang für den Start/Stopp-Befehl und der Relais-Ausgang für die Ready-Meldung, angebunden werden.
Der ACSM1-Antrieb sorgt für das Vor- und Zurückfahren der Honmaschine im Rahmen einer Hubbewegung. Das Vor- und Zurückfahren ist notwendig, da die meisten zu honenden Objekte länger als die Honsteine sind.
Das Ist-Signal des Synchronmotors leitet das FEN-21-Modul in TTL-Form an die übergeordnete SPS weiter, welche den Soll-Wert entsprechend korrigiert. Der Motor, der den Honstein antreibt, wird reglerlos betrieben (open loop) und somit nur aufgrund berechneter Daten geregelt. Durch den höheren Leistungsfaktor des Frequenzumrichters und des Motors im Vergleich zum alten Antrieb spart Flocke Energiekosten, wodurch sich die neue Antriebslösung in kurzer Zeit amortisiert.

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Autor: Dipl.-Ing. Dominik Brems ist Applikationsingenieur bei ABB Automation Products GmbH in Ladenburg.