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14.02.2017

Induktive Härtemaschine Eldec Quality Control von Emag

Härteprozess wird präzise gesteuert

Wärmebehandlungsprozesse beeinflussen maßgeblich die Stabilität von Bauteilen. Mit neuen Modulen in induktiven Härtemaschinen sollen die Prozesse sicherer werden.

Induktive Härtemaschine Eldec Quality Control (© Emag)

Der Anbieter von Induktions-Härtemaschinen Emag Eldec hat seine induktiven Härtemaschinen Eldec Quality Control (EQC)mit neuen Modulen ausgestattet. Das Unternehmen mit Sitz in Dornstetten bei Freudenstadt entwickelte dazu ein Maßnahmenpaket für die zwei Bereiche elektrische und mechanische Überwachung. Die Module dienen der Werkzeugerkennung per RFID-Chip, der laufenden Messung der Spannung am Induktor und der Überwachung des Abschreckmittels mithilfe eines Sensors. Mithilfe dieser technischen Neuausstattung soll die Prozesssicherheit optimiert werden. Die Komponenten bauen aufeinander auf bzw. ergänzen sich, sodass ein weitestgehend überwachter Härteprozess vonstattengehen kann.

"Insgesamt fällt durch diese und andere eQC-Maßnahmen eine Vielzahl von Daten an, die vollständig gespeichert und mit unterschiedlichen Referenzwerten verglichen werden. Bei Abweichungen meldet die Maschine das Problem und stoppt den Prozess unter bestimmten Umständen", erklärt Andreas Endmann, Bereichsleiter Technologievertrieb Härtesysteme bei EMAG Eldec.

Wurde das richtige Werkzeug eingesetzt?

Wie man sich das konkret vorstellen kann, macht bereits das Beispiel Werkzeugerkennung deutlich: Künftig weiß die Maschine vor Produktionsstart, ob der richtige Induktor für das gewählte Bearbeitungsprogramm eingesetzt wurde und in welchem Zustand das Werkzeug ist. Dafür liest das System wichtige Leistungsdaten wie die verbleibende Standzeit und anstehende Wartungsintervalle von einem RFID-Chip im Werkzeug ab und speichert die Daten zwischen.

Nach Abschluss des Prozesses wird der Chip mit neuen Informationen beschrieben. Dafür gibt es eine neue Schreib-Lese-Einheit im Anschlusssystem der Maschine. Bei etwaigen Werkzeugmängeln oder Fehlern startet der Prozess nicht mehr. "Die Möglichkeiten gehen aber sogar darüber noch hinaus. So ist es möglich, dass die Maschine über die Fertigungstoleranzen des Werkzeugs informiert wird und ihre Achse bei Bedarf selbstständig nachstellt. Das System verbessert auf diese Weise also zusätzlich die Bearbeitungsqualität", sagt Endmann.

Welche Strommenge fließt durch das Werkstück?

Mehr Qualität, weniger Prozessfehler – diese Wirkung erzeugt auch das zweite neue Modul innerhalb der eEQC: Künftig kann die Stromspannung während des laufenden Produktionsprozesses am Induktorfuß gemessen werden. Normalerweise erfolgt eine Messung dieser Energiewerte nur am Wechselrichter, von dem aus der Strom zum Werkzeug fließt.

Das System gibt nun zum ersten Mal darüber Auskunft, welche Strommenge tatsächlich im Werkzeug ankommt. "Nur auf diese Weise wissen wir ganz genau, wie groß der magnetische Fluss ist, der vom Induktor erzeugt wird und das Bauteil durchsetzt. Dieser Wert wird direkt von der Werkzeug- und Bauteilgeometrie, dem Werkstoff sowie anderen Faktoren beeinflusst. Eine Messung am Wechselrichter bleibt davon aber unbeeinflusst und ist somit nicht genau genug. Wir ermitteln jetzt also jene Daten, die direkt am Ort der Wertschöpfung anfallen, und binden sie in die Prozessüberwachung ein", erklärt Endmann.

Induktive Härtemaschine Eldec Quality Control (© Emag)

Im Umkehrschluss bedeutet das: Die Erwärmung des Bauteils wird sehr viel genauer überwacht, der Härteprozess noch präziser gesteuert – und die Bauteilqualität nimmt in der Folge weiter zu.

Wie entwickelt sich die Qualität des Abschreckmittels?

Ein wichtiger Faktor für die Qualität und Stabilität des Härteprozesses ist nicht zuletzt der Zustand des eingesetzten Abschreckmittels – dieses verändert sich während des Prozesses, weil die enthaltenen Polymerketten unter Licht- und Wärmeeinfluss langsam zerbrechen. Anschließend verfügt das Abschreckmittel nicht mehr über die nötige Oberflächenspannung.

"Es ist deshalb unverzichtbar, das Abschreckmittel regelmäßig auf seine Qualität hin zu überprüfen. Das geschieht derzeit häufig noch durch die Messung des Lichtbrechungsindex, der allerdings keinen Aufschluss über den Zustand der Polymerketten gibt und deshalb zu ungenau ist. Wir setzen ab sofort auf einen neuen Sensor, der mithilfe von Ultraschall die Viskosität des Abschreckmittels laufend überwacht und sehr präzise über die Qualität informiert", erklärt der Bereichsleiter das dritte Modul innerhalb der Maschine.

Auf diese Weise steigt gerade die Sicherheit bei der Produktion von komplexen Bauteilen mit vielen Kanten und Bohrungen an, denn diese neigen bei Einsatz eines Abschreckmittels mit nachlassender Viskosität zu Rissen. W

Emag GmbH & Co. KG
www.emag.com

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