Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Berührungslose Messung des Vorschubwegs von Bandmaterial

Derzeitige Positionsmesssysteme in Blechvorschüben arbeiten nach dem Prinzip der taktilen Bewegungserfassung. Bei hohen Beschleunigungen, welche für hohe Ausbringungsraten erforderlich sind, kann es zu Schlupf zwischen Blech und

Messsystem kommen. Aus diesem Grund ist häufig das Leistungspotential des Vorschubs nicht vollständig nutzbar.

Das mit der Bearbeitung des Projekts verfolgt Ziel ist die Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Vorschüben durch den Einsatz eines berührungsfreien Systems für die Positionserfassung der Vorschubbewegung von Blech- bzw. Bandmaterial.

Als Lösungsansatz ist der Einsatz von günstigen optischen Bewegungssensoren vorgesehen, wie sie z.B. in Eingabegeräten für Computer verwendet werden. Die Nachteile taktiler Messsysteme werden so vermieden. Die von den Sensoren bereitgestellten Bewegungsdaten sollen mittels einer zu erarbeitenden Auswerteeinheit aus dem Sensor ausgelesen und anschließend so konditioniert werden, dass sie einer Vorschubantriebssteuerung zur Verfügung gestellt werden können.

Es wird eine Regelungsstruktur aufgebaut, mittels welcher die Motorregelung basierend auf den von den Sensoren gelieferten Daten eine Regelung der Position des vorzuschiebenden Blechmaterials vornehmen kann.

Mittels des angestrebten Systems kann die Vorschubzeit deutlich verkürzt und somit die Ausbringungsrate des Prozesses erhöht werden, was zu Wettbewerbsvorteilen für produzierende KMU führt. Weiterhin ist der Wartungsaufwand aufgrund des berührungsfreien Messprinzips gegenüber taktilen Messsystemen geringer.

Ergebniszusammenfassung:

Als wissenschaftliches Ergebnis wurde ein Kenntnisgewinn bezüglich der Einsatzfähigkeit optoelektronischer Maussensoren zur Messung der Bewegung von Blechbändern erzielt. Es konnte gezeigt werden, dass die ursprünglich für Computermäuse entwickelten Sensoren unter bestimmten Randbedingungen eine für die Vorschubmessung hinreichende Genauigkeit sowie zeitliche Auflösung bieten. Es wurde festgestellt, dass eine nur auf bestimmten Oberflächen möglich ist und gezeigt wie die Messfähigkeit ermittelt werden kann.

Als technisches Ergebnis wurde eine Aufnahme für vier Sensoren entwickelt mittels welcher der Abstand zwischen Sensor und dem Blech konstant gehalten wird. Mittels einer ebenfalls entworfenen Software werden die Maussensoren ausgelesen, die Sensordaten fusioniert und die Messwerte an eine Steuerung übertragen. Mittels der Maussensormessung können Messfehler aufgrund von Schlupf, wie er bei taktilen Systemen auftritt, prinzipbedingt vermieden werden.

Die erzielten Ergebnisse leisten einen Beitrag zum Produktivitätssteigerung von Produktionsprozessen, in denen Bandmaterial hochdynamisch der Presse zugeführt wird, indem das System eine echtzeitfähige Schlupferkennung ermöglicht.