Kraft- und Positionsregelungssystem

Das Kraft- und Positionsregelungssystem ist ein Subsystem auf Komponentenebene, das für den Einsatz in einer Präzisionspressstation entwickelt wurde. Es überwacht und regelt sowohl die von der Presse ausgeübte Kraft als auch die genaue Position des Presswerkzeugs oder Werkstücks. Durch die Einhaltung exakter Kraftprofile und Positionstoleranzen während des gesamten Presszyklus trägt es zur Sicherstellung gleichbleibender Qualität bei und kompensiert Materialschwankungen und Werkzeugverschleiß. Das System verwendet typischerweise Kraftmesszellen oder Kraftsensoren zur Messung der aufgebrachten Kraft sowie Encoder oder lineare Positionssensoren zur Messung der Verschiebung. Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder eine dedizierte Bewegungsteuerung verarbeitet diese Signale und regelt Servomotoren, Hydraulikventile oder Pneumatikzylinder, um die gewünschten Kraft- und Positionssollwerte gemäß einem vordefinierten Programm einzuhalten. Das System ist für die Integration in Maschinen- und Anlagenbauanwendungen vorgesehen, bei denen eine präzise Regelung von Kraft und Position entscheidend ist. Es ist in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, mit einem Kraftbereich von 5–200 kN (modellabhängig), einer Positionsgenauigkeit von ±0,02 mm (geschlossener Regelkreis) und einer Kraftgenauigkeit von ±0,5 % vom Messbereich. Der Betriebsdruck beträgt 1,0–1,6 MPa. Die Ansprechzeit vom Sollwert bis 90 % beträgt ≤10 ms. Die Versorgungsspannung beträgt 24 ±10 % V DC (SELV/PELV), mit einer Spitzenleistungsaufnahme von ≤120 W. Der Betriebstemperaturbereich beträgt 5–50 °C (nicht kondensierend). Die Schutzart ist IP54–IP65 (gemäß IEC 60529, staub- und spritzwassergeschützt). Zu den Controller-Schnittstellenoptionen gehören EtherCAT, Profinet und 4–20 mA (gemäß IEC 61158). Das Gewicht liegt je nach Kraftbereich zwischen 15 und 80 kg. Zu den Materialien gehören elektronische Komponenten (Leiterplatten, Sensoren), Strukturmetall (Aluminium-/Stahlgehäuse) sowie Verkabelung und Steckverbinder. Alle aufgeführten Werte sind Referenzbereiche und müssen mit dem Hersteller für das jeweilige Modell und die Anwendung verifiziert werden.

Das System verwendet Kraftmesszellen oder Kraftsensoren zur Messung der aufgebrachten Kraft und Encoder oder lineare Positionssensoren zur Messung der Verschiebung. Eine SPS oder eine dedizierte Bewegungsteuerung verarbeitet diese Signale und regelt Servomotoren, Hydraulikventile oder Pneumatikzylinder, um die gewünschten Kraft- und Positionssollwerte gemäß einem vordefinierten Programm einzuhalten. Der geschlossene Regelkreis gewährleistet Genauigkeit.