Monolithischer Sensorgrundkörper mit 3D Frästechnik

Aus einem Materialblock aus hochfestem Luftfahrtaluminium wird ein monolithischer Grundkörper, der Monolith, gefräst und im Anschluss vermessen. Dieser Monolith, mit Gelenken dünner als einem Haar, ist das Kernstück der Wägezelle und für die Messleistung maßgeblich. Auf dem Weg zu diesem Entwicklungsstand wurden in einem ersten Schritt einfache monolithische Systeme gefertigt. Als nächstes ist es dem Team in Aachen gelungen, einen Monolithen mit einem mehrfach übersetzten Hebelsystem zu entwickeln und von einem lokalen Zulieferer fertigen zu lassen. Dabei sind alle Hebel – drei an der Zahl – aus einem Materialblock herausgefräst und es gibt entlang dieser Kraftübertragungsstrecke keinerlei Verschraubungen, die Messfehler, zum Beispiel Driften des Messwerts, verursachen könnten. Die drei Übersetzungsstufen erlauben dabei hohe Vorlasten. Bei Belastung mit einem Produkt wird das Produktgewicht mit einer sehr kleinen elektromagnetischen Kraft kompensiert, wobei der geringe Stromfluss die Erwärmung des Messsystems auf ein Minimum reduziert. Damit ist es möglich, 10.000 eichfähige Schritte über alle Messbereiche zu realisieren. Zu dieser erfolgreichen Prototypentwicklung gehörten noch weitere Technologiekomponenten wie Magnetsystem, Spule und Positionsdetektor.

Komplettierung zu einem Sensor mit weiteren Technologiekomponenten in Košice

Der Entwicklungserfolg trug zu der Entscheidung bei, eine 5-Achs Fräsmaschine zu erwerben und eine mechanische Produktion mit Vormontage dieses EMK Sensors am hochmodernen Produktionsstandort in Košice aufzubauen, der zentral von Minebea Intec Aachen geleitet wird. Nach der Montage der Anbauteile wie Magnetsystem, Spule, Positionsdetektor wird der vormontierte Sensor umfangreichen Tests unterzogen.

Endmontage zur Wägezelle und Prüfung in Aachen

Im Aachener Werk werden die vormontierten Sensoren mit einer Elektronik, einem Gehäuse und weiteren Anbauteilen komplettiert. Die nun vollständigen Wägezellen werden in einer Klimakammer über ihren kompletten Temperaturbereich geprüft. Dabei wird nicht nur der Nullpunkt der Wägezelle vermessen. In der Klimakammer befinden sich zudem Gewichte, die bei unterschiedlichen Temperaturen automatisiert aufgelegt werden. Die damit erhaltenen Daten werden in Korrekturparameter umgerechnet und in der Elektronik der Wägezelle gespeichert. Die nun temperaturkompensierte Wägezelle wird abschließend noch einmal gegen die metrologischen Daten geprüft.

Wägezelle für höchste Durchsätze bis 600 Artikel pro Minute

Die spezielle Elektronik wurde besonders für eine schnelle, dynamische Verwiegung entwickelt. Teile der Messalgorithmen werden digital durchgeführt. Im Gegensatz zu analogen Wägezellen liefert die EMK Wägezelle auf der digitalen Schnittstelle fertige Gewichtswerte mit einer sehr hohen Datenrate von bis zu 2.000 Messwerten pro Sekunde für Hochleistungsanwendungen mit extrem geringen Messzeiten. Bei einer solch hohen Abtastrate agieren diese Wägezellen quasi in Echtzeit.

Erweitert werden können die Wägezellen um ein Transportband zum Produkttransport, dem sogenannten Wägeband. Es weist besondere Anforderungen bezüglich Genauigkeit auf, um die dynamische Messung von Produkten zuverlässig zu ermöglichen. Die Wägebänder werden am Minebea Intec Standort in Aachen entwickelt und gebaut. Die Kombination von Wägezelle mit Wägeband, auch Wägekit genannt, ist eine bewährte Zusammenstellung, wenn es um dynamische Verwiegung mit Produkttransport geht.

Die EMK Wägezellen von Minebea Intec sind ab sofort auch für OEM Anwendungen zur direkten Maschinenintegration erhältlich. Damit profitieren Kunden von der ganzen Kompetenz des Entwicklungszentrums in Aachen.

Bitte senden Sie uns ein PDF Ihrer Veröffentlichung. Wenn Sie uns online veröffentlichen, freuen wir uns über eine Verlinkung auf www.minebea-intec.com