Qualitätskontrolle per Gewichtsdetektion

Kleine Teile bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit zu wiegen erfordert höchste Präzision von allen Komponenten. Will man Ausreißer erkennen, muss man kleinste Abweichungen sicher aufspüren. Das verlangt für die Zu- und Abfuhr der Messobjekte hohe Präzision bei der Synchronisation. Noch höher liegen die Ansprüche bei der Wägezelle selbst, hier darf das mitgewogene Förderband samt Antrieb keinerlei störende Schwingungen verursachen. Für solche anspruchsvollen Aufgaben eignen sich präzise regelbare und laufruhige sinuskommutierte DC-Servo­motoren.

Oft werden in der Industrie kleine, leichte Produkte hergestellt, die sich durch Wiegen einfach überprüfen lassen ob Füllmenge oder Ausrüstungsumfang stimmen. Gerade diese kleinen Artikel sind häufig Massenware, da kommt es neben der Präzision auch auf einen hohen Durchsatz für die Qualitätskontrolle an. Speziell für diesen Anwendungsbereich hat der Waagenexperte Mettler Toledo Garvens GmbH seine XS1 Waage entwickelt. In Zusammenarbeit mit dem Antriebsspezialisten FAULHABER wurde die Wägezelle mit einem laufruhigen, den Wiegevorgang nicht beeinträchtigenden Transportband samt steuerbarem Antrieb ausgerüstet. So ergänzen sich schneller, ruckfreier Transport und präzise Gewichtsdetektion zu hoher Durchsatzleistung.

Wiegen auf die Schnelle

Viele Dinge des Alltags müssen von Gesetzes wegen bestimmten Gewichts­vorgaben entsprechen. So sind im Lebensmittel­bereich viele kleine abgepackte Waren nach der Produktion auf die Gewichtsvorgabe hin zu überprüfen. Die dynamische Kontrollwaage XS1 erlaubt die Klassifizierung in bis zu sieben Gewichtsklassen. Bei einem zulässigen Höchstgewicht von 200 g und einer Auflösung ab +/-0,015 g sind auch geringste Abweichungen schnell festgestellt. Ein bedienungsfreundliches Touchscreen-Display mit Anzeige aller wichtigen aktuellen Wägedaten sorgt für einfache Einrichtung und Bedienung. Automatische oder manuelle Nullsetzung und flexible Einbindung in Produktionslinien stehen für den praxisbewährten Aufbau der Waage. Zusatzfunktionen wie Tendenz­regelung zur automatischen Steuerung von Abfüllprozessen, Statistik, Auswerteprogramme und vieles mehr geben dem Anwender eine breite Grundlage für individuelle Abstimmungen auf seinen Prozess.
Um der Waage die nötigen Prüflinge schnell und sicher zuzuführen, arbeiten Transportbänder auf der Zu- und Ablaufseite der eigentlichen Wägezelle-Förderbänder. Diese sind in ihrer Fördergeschwindigkeit mit dem Transportband der Wägezelle gekoppelt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Transportprozess keinerlei störende Stöße in horizontaler Richtung auf die Wägezelle ausübt. Der Transport über die Wägezelle unterliegt noch einmal strengeren Auflagen. Band wie Antriebsmotor müssen so gleichmäßig und ruhig wie möglich laufen. Nur so kann die erforderliche Präzision beim Wiegevorgang sichergestellt werden. Als opti­maler Antrieb für diese Aufgabe hat sich ein dynamischer, leicht regelbarer und sehr laufruhig arbeitender DC-Antrieb bewährt. Die spezielle Sinuskommutierung des Motors vermindert Kommutier­ungsverluste und steigert die Laufruhe weiter.

DC-Servomotor

Der sinuskommutierte DC-Servomotor leistet bis zu 90 W im Dauerbetrieb und bringt bis zu 160 mNm Drehmoment an die Abtriebswelle. Vorgespannte Kugel­lager eliminieren das Lagerspiel des Läufers, eine spezielle Magnet- und Eisen-Formgebung optimiert den magnetischen Fluss im Motor. Zusammen mit der Sinuskommutierung ergeben sich so geringste Gleichlaufschwankungen und damit ein absolut ruhiger Lauf. Den Motor gibt es in zwei Ausführungen, mit serieller und CANbus-Ansteuerung. Der integrierte Motion Controller bewältigt bei Bedarf u.a. folgende Antriebsaufgaben ohne Rückgriff auf externe Rechenleistung: Drehzahlregelung, Drehzahlprofile, Positionierbetrieb, Schrittmotorbetrieb und elektronisches Getriebe. Er speichert zudem die eingestellte Konfiguration intern ab. Selbstverständlich übernimmt er auch den internen "Werksschutz" und überwacht die Betriebstemperatur und Überspannung bei Generatorbetrieb. Auch bei Unterspannung in der Versorgungsleitung sowie Überstromaufnahme ergreift der Controller dann die geeigneten "Abwehrmaßnahmen". Durch die integrierte Technik und den Busanschluss eignet sich der Antrieb bei geringstem Verkabelungsaufwand für vielfältige anspruchsvolle Anwendungen. Der sinuskommutierte DC-Antrieb mit integrierter Intelligenz empfiehlt sich besonders für Einsatzbereiche, bei denen es auf dynamischen kraftvollen Lauf bei geringster antriebsbedingter Vibration ankommt. Ob in dezentralen Systemen der Automatisierungstechnik oder in Handling- und Werkzeugmaschinen, die Mischung der Ausstattung mit eigener Intelligenz und Busanschluss für externe Kommunikation erlaubt eine perfekte Abstimmung auf jede Anwenderanforderung.

Kleine Produkte bei hohem Durchsatz wiegen ist die Domäne der XS1 Waage
(Mettler Toledo Garvens GmbH)