Dank seiner kompakten und leichten Bauform lässt sich der Sensor problemlos in verschiedene Maschinenaufbauten integrieren.
Warum entstehen Winkelabweichungen beim Abkanten?
Beim Abkanten ist der Biegewinkel für die Qualität und Passgenauigkeit eines Werkstücks entscheidend. Selbst geringste Abweichungen vom gewünschten Winkel können dazu führen, dass Bauteile nicht korrekt passen oder nachbearbeitet werden müssen. Im industriellen Umfeld wirken zahlreiche Faktoren auf den Biegeprozess ein. Zu den häufigsten gehören die folgenden.
Materialschwankungen: Unterschiede in der Blechdicke, Legierung, Zugfestigkeit, Walzrichtung oder Beschichtung können zu variierenden Rückfederungen führen.
Maschinenverformung: Unter hoher Presskraft biegen sich Ober- und Unterbalken leicht durch. Ohne gezielte Bombierung der Presse entsteht ein ungleichmäßiger Winkel über die Blechlänge. Die Bombierung gleicht diese Durchbiegungen aus und sorgt für eine gleichmäßige Winkelverteilung. Temperaturschwankungen, beispielsweise durch unterschiedliche Jahreszeiten, können die Maschinengeometrie zusätzlich beeinflussen und somit die Winkelgenauigkeit weiter verändern.
Steigende Qualitätsanforderungen: Enge Toleranzen, lückenlose Rückverfolgbarkeit und eine 100-%-Kontrolle erfordern stabile Prozesse und eine präzise Kompensation aller Abweichungen, einschließlich Materialschwankungen und Maschinenverformungen.
Manuelle vs. automatische Winkelkontrolle
Manuelle Winkelkontrolle
| Unterbrechung des Produktionsprozesses: Jeder Prüfvorgang kostet Zeit und verringert den Durchsatz. |
| Begrenzte Aussagekraft: Einzelne Stichproben decken nur einen Bruchteil der Produktion ab, sodass Fehler unbemerkt bleiben können. |
| Bedienereinfluss: Unterschiedliche Mitarbeiter messen unterschiedlich genau, was die Prozesssicherheit verringert. |
| Nacharbeit und Ausschuss: Wird eine Abweichung erst spät erkannt, sind oft schon mehrere Teile fehlerhaft produziert. |
Inline-Messung mit 2D-/3D-Profilsensoren
| Echtzeit-Ergebnisse: Abweichungen vom Soll-Winkel werden sofort erkannt und die Maschine kann in Echtzeit nachregeln. |
| Kontinuierliche Kontrolle: Jeder Biegevorgang wird automatisch überwacht. |
| Konstante Ergebnisse: Die Genauigkeit der Biegewinkel bleibt immer gleich, unabhängig von Materialchargen, Bauteillänge oder dem Bedienpersonal. |
| Automatische Korrektur: Winkelkorrekturen werden automatisch an die Pressesteuerung übergeben und die Pressparameter entsprechend angepasst. |
Wie funktioniert die Inline-Winkelmessung mit einem 2D-/3D-Profilsensor?
Um beim Biegevorgang mit Abkantpressen konstante und präzise Biegewinkel zu gewährleisten, kommt das Verfahren der optischen Inline-Winkelmessung zum Einsatz. Ein 2D-/3D-Profilsensor ist unterhalb des Blechs positioniert und misst den Biegewinkel von unten an einer definierten Position. Grundlage der Messung ist das Lasertriangulationsprinzip: Der Sensor sendet eine Laserlinie auf das Blech. Die reflektierte Linie wird unter einem festen Winkel auf dem Kamerachip erfasst und ausgewertet. Die Messdaten werden in Echtzeit an die Maschinensteuerung übergeben, Winkelabweichungen werden sofort erkannt und der Biegeprozess entsprechend nachgeregelt.
Vorteile der automatischen Winkelmessung
Exakte Winkelmessung ab 10 Millimeter Schenkellänge
Die Winkelmessung ist bereits bei Werkstücken möglich, deren Blechschenkel mindestens 10 mm über die Außenkante des unteren Werkzeugs hinausragt. Selbst kompakte Bauteile können zuverlässig überwacht und in den Produktionsprozess eingebunden werden. Anwendende profitieren von hoher Flexibilität und exakter Winkelkontrolle, unabhängig von der Größe des Werkstücks.
Stabile Profilgeneration über den gesamten Biegebereich
Die 2D-/3D-Profilsensoren liefern über den gesamten Biegebereich hinweg stabile und auswertbare Profile – von flachen Winkeln bis in den Extrembereich von bis zu 85 Grad. Auch bei Winkeln nahe 0 Grad, bei denen Reflexionen zwischen Blech und Matrize die Messung erschweren könnten, gewährleisten die Sensoren zuverlässige Messdaten.
Hohe Wiederholgenauigkeit
Die automatische Winkelmessung gewährleistet reproduzierbare Messergebnisse und sorgt für gleichbleibend präzise Biegewinkel bei jedem Werkstück.
Winkelüberwachung über die gesamte Bauteillänge
Um den Biegewinkel über die gesamte Länge des Bauteils hinweg präzise zu überwachen, kann der Sensor entlang der Presse bewegt werden. So lässt sich der Winkel an verschiedenen Positionen des Bauteils kontrollieren. Dies ist besonders bei langen Bauteilen von Vorteil. Durch den parallelen Einsatz mehrerer Sensoren ist zudem eine lückenlose Prozessüberwachung möglich, was zu einer höheren Produktivität beiträgt.
Kompensation der Rückfederung
Die automatische Winkelmessung erfasst die tatsächliche Rückfederung direkt während des Biegeprozesses. Dadurch kann die erforderliche Überbiegung präzise bestimmt werden, sodass der gewünschte Zielwinkel auch bei wechselnden Materialien und Materialchargen zuverlässig erreicht wird.
Großer Messbereich für maximale Flexibilität
Die Sensoren verfügen über einen großen Messbereich und eignen sich für unterschiedlichste Werkzeuge und Blechdicken – von sehr schmalen und niedrigen bis hin zu größeren und höheren Werkzeugen, von V4 bis V80 und darüber hinaus. Dadurch ist eine vielseitige und flexible Nutzung ohne Sensorwechsel oder zusätzliche Systeme möglich. Der aktive Bereich der Blechbeobachtung wird automatisch angepasst.
Integriert in viele Steuerungssysteme
Dank der offenen, Ethernet-basierten Schnittstelle lassen sich die MLSL1xxS50-Sensoren schnell und einfach in bestehende Steuerungssysteme oder nahezu in jede andere Steuerungsumgebung integrieren. Nach Aktivierung der Option „Winkelmessung“ in der jeweiligen Steuerung wird der Sensor nahtlos eingebunden und ist nach Abgleich der IP-Adresse sofort einsatzbereit. Für Beckhoff, Siemens und Rockwell stehen vorkonfigurierte Funktionsblöcke zur Verfügung, die eine unkomplizierte Inbetriebnahme ermöglichen.
Unsere Partner unter den Steuerungsherstellern für Abkantpressen
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Einfache Inbetriebnahme und Diagnose
Nach der mechanischen und elektrischen Integration müssen lediglich die IP-Adressen von Sensor und Maschinensteuerung aufeinander abgestimmt werden. Die IP-Adresse des Sensors kann direkt über das integrierte OLED-Display eingestellt werden. Anschließend ist die Einrichtung abgeschlossen und die Winkelmessung kann gestartet werden.
(1) Aufwärtstaste
(2) Enter-Taste
(3) Abwärtstaste
(4) Display
- Für die Inbetriebnahme, Parametrierung und Fehlersuche kann direkt auf das integrierte Webinterface zugegriffen werden.
- Das Webinterface bietet einen schnellen Überblick über alle relevanten Geräte- und Messdaten.
- Die Profilerfassung kann in Echtzeit visualisiert werden.
Höchste Präzision in der Blechbearbeitung mit dem smarten Profilsensor
Dank der Plug-and-Play-Funktion sowie des voreingestellten Betriebsmodus „Smarter Profilsensor“ und der Software uniVision, inklusive fertig parametrierter Module für die Winkelmessung, sind die MLSL1xxS50-Sensoren sofort einsatzbereit, ohne dass eine aufwendige Programmierung oder Parametrierung notwendig ist. Die Auswertung erfolgt in der Software uniVision direkt auf dem Sensor – ein externer Industrie-PC wird nicht benötigt.
- Profilerfassung:
Die Profile werden vom Sensor erfasst. - Datenanalyse und -berechnung durch uniVision:
Die Daten werden von der Software uniVision auf dem Sensor analysiert und der Winkel präzise berechnet. - Datenübergabe und Nachregelung:
Der Winkel wird direkt an die Maschinensteuerung übergeben, sodass die Presse automatisch nachregeln und den Biegevorgang anpassen kann. Dadurch werden Winkelabweichungen frühzeitig erkannt und reproduzierbare Ergebnisse auch bei wechselnden Produktionsbedingungen sichergestellt.
Zwei Möglichkeiten der Winkelberechnung
Die Winkelberechnung kann mit unterschiedlichen Bezugssystemen erfolgen. Dabei kann der Winkel entweder direkt auf dem Blech mit Referenz auf eine bekannte Sensorposition oder zwischen Blech und unterem Werkzeug berechnet werden.
Messung auf Blech
Bei der Winkelmessung nur auf dem Blechschenkel wird die Montageposition des Sensors berücksichtigt. Dadurch kann der gesamte Messbereich des Sensors zur Erfassung des Blechprofils genutzt werden. Der Zustand der Matrizen hat keinen Einfluss auf das Messergebnis.
Messung zwischen Blech und Matrize
Die Matrize wird als zusätzliche Referenz in die Winkelberechnung einbezogen. Dadurch kann der Winkel unabhängig von der Montageposition des Sensors berechnet werden.
Für welche Materialien eignet sich die optische Winkelmessung?
Die große Bandbreite an Blechmaterialien und -oberflächen erfordert eine robuste Oberflächendetektion. Die 2D-/3D-Profilsensoren zur Biegewinkelüberwachung sind speziell für diese Anforderungen ausgelegt und ermöglichen präzise Winkelmessungen auf typischen Blechoberflächen – darunter folierte, hochglänzende oder gebürstete Aluminiumbleche ebenso wie Lochbleche, geriffelte oder rostige Stahlbleche. Die erfassten Winkelinformationen werden prozesskonform direkt an die integrierte Steuerung zur Feinsteuerung der Abkantpresse übermittelt.
Glänzend
Rostig
Messing
Gebürstet
Gebürstet, 90 Grad verdreht
Foliert
Lochblech
Riffelblech
Praxisbeispiel: Edelstahl und Eisenblech im Vergleich
Das folgende Beispiel zeigt, dass der 2D-/3D-Profilsensor MLSL123S50 mit den gleichen Sensoreinstellungen auf verschiedenen Materialien und Oberflächen zuverlässige Messergebnisse liefert.
Edelstahl mit Schutzfolie
Die Profilerfassung wird weder durch unterschiedliche Helligkeitsgrade noch durch Oberflächenstrukturen beeinträchtigt.
Korrodiertes Eisenblech
Auch dunkle oder verrostete Oberflächen werden mit denselben Sensoreinstellungen zuverlässig erkannt.
Präzise Winkelmessung auf anspruchsvollen Oberflächen
Automatische Anpassung der Winkelmessung an Matrizen und Blechgeometrien
Bei jedem Werkzeugwechsel ändern sich die Werkzeuggeometrie und die Position der Messbereiche. Damit der Biegewinkel weiterhin präzise erfasst wird, passt die Steuerung die Applikation auf dem Sensor automatisch an die gewählte Matrizen-Werkzeug-Kombination an. Die vom Bedienenden getroffene Job- und Werkzeugauswahl bestimmt dabei die Position der aktiven Messbereiche, durch die sich das Blech während der Biegung bewegt.
Dank des Messprinzips von unten ist die lasergestützte Biegewinkelmessung flexibel für unterschiedliche Matrizen- und Werkzeugkombinationen einsetzbar. Nach Eingabe der Montageposition des Sensors (Höhe, Abstand und Winkel zur y-Achse der Abkantpresse) werden die Messbereiche präzise positioniert. Dadurch lassen sich die gewünschten Winkel unabhängig vom Zustand und Verschmutzungsgrad der Matrizen präzise ermitteln.
Wie wird die Messgenauigkeit bei der Winkelmessung sichergestellt?
Um maximale Prozesssicherheit zu gewährleisten, verfügt der MLSL1xxS50 über eine „Calibration“-Applikation. Zusammen mit dem definierten Kalibrierobjekt ermittelt sie die drei relevanten Parameter. Die erfassten Werte können direkt am Sensor über die uniVision-Software abgelesen oder in einer Web-Visualisierung dargestellt werden. Sie können in der Steuerung fest hinterlegt werden und bei Bedarf zur Korrektur der gemessenen Winkel genutzt werden. Dadurch lässt sich das Messsystem jederzeit überprüfen und die korrekte Sensorposition schnell und zuverlässig validieren.
Erweiterte Einsatzmöglichkeiten durch zusätzliches Zubehör
Schutzscheibenhalter und Schutzscheiben
Mit einem Schutzscheibenhalter und wechselbaren Schutzscheiben sind die Sensoren an Abkantpressen optimal vor Verschmutzungen, Zunder, Spänen oder ungeeigneten Reinigungsmitteln geschützt. So bleiben die Fenster für Laser und Messung frei von Beschädigungen.
Kabel
Zusätzlich bietet wenglor ein umfangreiches Portfolio an Kabeln in gerader oder gewinkelter Ausführung. Dazu gehören Schleppkettenkabel, die für eine besonders lange Lebensdauer ausgelegt sind und flexible Installationen ermöglichen.
Anwendungen zur präzisen Winkelmessung in der Blechbearbeitung
Die Inline-Winkelmessung wird überall dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an die Winkelgenauigkeit, Prozesssicherheit und Bauteilqualität bestehen. In der Blech- und Metallverarbeitung sowie im Maschinenbau ermöglicht die automatische Biegewinkelmessung eine zuverlässige Qualitätsüberwachung direkt im Fertigungsprozess. Durch die kontinuierliche Winkelkontrolle können Materialschwankungen, Rückfederungseffekte und Winkelabweichungen frühzeitig erkannt und automatisch kompensiert werden.
Anwendungsbeispiele
In der Blech- und Metallverarbeitung müssen Bauteile mit hoher Winkelgenauigkeit gefertigt werden. Durch die automatische Biegewinkelmessung wird eine kontinuierliche Qualitätskontrolle während des Abkantprozesses gewährleistet.
Verwandte Anwendungen
Häufig gestellte Fragen
Die Winkelmessung basiert auf dem optischen Lasertriangulationsprinzip: Eine Laserlinie wird auf ein gebogenes Blech projiziert. Ein 2D-/3D-Profilsensor erfasst das Profil des Werkstücks und berechnet daraus den aktuellen Biegewinkel. Der Sensor ermöglicht die kontinuierliche Überwachung des Biegeprozesses und liefert Messwerte in Echtzeit. Durch die automatische Winkelerfassung können Materialschwankungen, Rückfederung (Springback) und Werkzeugtoleranzen kompensiert werden. Die ermittelten Winkelwerte können direkt an die Pressensteuerung übergeben werden, sodass diese den Biegeprozess automatisch nachregeln kann.
Als Rückfederung wird der Effekt bezeichnet, dass sich ein Blech nach dem Biegevorgang teilweise wieder in Richtung seiner ursprünglichen Form zurückbewegt. Während des Biegens wird das Material sowohl plastisch als auch elastisch beansprucht. Wird die Presskraft entfernt, baut sich der elastische Anteil wieder ab und der Biegewinkel öffnet sich geringfügig. Um den gewünschten Zielwinkel zuverlässig zu erreichen, muss die Rückfederung kompensiert werden. Ihre Höhe wird von zahlreichen Einflussfaktoren bestimmt, darunter Werkstoff (z. B. Aluminium, Stahl, Kupfer oder Titan), Legierung, Walzrichtung, Blechdicke, Biegeradius sowie der Zustand der eingesetzten Werkzeuge. Durch eine Inline-Messung kann ein Nachbiegen schnell und einfach erfolgen, da sich durch den vorgegebenen Winkel und die Rückfederung die notwendige Überbiegung präzise bestimmen lässt.
Die 2D-/3D-Profilsensoren von wenglor ermöglichen eine präzise Winkelmessung auf einer Vielzahl unterschiedlicher Blechmaterialien und Oberflächen. Dazu zählen unter anderem folierte, hochglänzende und gebürstete Aluminiumbleche, Lochbleche, Riffelbleche sowie rostige Stahlbleche. Für besonders anspruchsvolle, stark reflektierende Oberflächen steht eine Sensorvariante mit blauem Laser zur Verfügung.
Ja, sofern der Sensor über die aktuellen Systeme der Steuerungsanbieter von Delem, Esa und Cybelec verfügt. Ein Nachrüsten ist nur nach Rücksprache mit den Abkantpressen- und Steuerungsherstellern möglich.
Produktübersicht
| MLSL123S50 | MLSL133S50 | |
|---|---|---|
| Arbeitsbereich Z | 90…280 mm | 90...280 mm |
| Messbereich Z | 190 mm | 190 mm |
| Messbereich X | 62...145 mm | 62...145 mm |
| Auflösung Z | 9,4...49 µm | 9,4...49 µm |
| Auflösung X | 54...123 µm | 54...123 µm |
| Laserklasse / Lichtart | 2M / Laser, rot | 2 / Laser, blau |
| MLSL123S50 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Arbeitsbereich Z
90…280 mm
|
Messbereich Z
190 mm
|
Messbereich X
62...145 mm
|
Auflösung Z
9,4...49 µm
|
Auflösung X
54...123 µm
|
Laserklasse / Lichtart
2M / Laser, rot
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| MLSL133S50 | ||||||
|
Arbeitsbereich Z
90...280 mm
|
Messbereich Z
190 mm
|
Messbereich X
62...145 mm
|
Auflösung Z
9,4...49 µm
|
Auflösung X
54...123 µm
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Laserklasse / Lichtart
2 / Laser, blau
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