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Präzisions-Spritzgießen gehört zu den anspruchsvollsten Verfahren der modernen Fertigung. Ob dünne Elektronikgehäuse, Automobilkomponenten oder medizinische Kunststoffteile hergestellt werden – die Qualität jedes fertigen Bauteils hängt von zwei kritischen Parametern ab: der exakten Position der Einspritzschraube in jeder Phase des Zyklus sowie der Geschwindigkeit, mit der sie sich in jeder Phase vorwärts bewegt.
Schon eine Abweichung um Bruchteile eines Millimeters bei der Schraubenposition – oder eine unkontrollierte Schwankung der Einspritzgeschwindigkeit – kann zu unvollständigen Formteilen, Gratbildung, Senkstellen oder inneren Spannungen führen, die das Teil unbrauchbar machen. Herkömmliche Rückmeldemethoden mit Endschaltern oder encoderbasierten Systemen erreichten häufig nicht die erforderliche Leistung: Sie stießen an ihre Grenzen bei hoher Bewegungsgeschwindigkeit, zyklischer Belastung, Kontamination durch Hydrauliköl und dem engen baulichen Raum des Einspritzaggregats der Maschine.
Der Kunde benötigte eine Sensorslösung, die kontinuierliches, hochauflösendes Positionsfeedback über die gesamte Einspritzhublänge ermöglicht – zuverlässig, Zyklus für Zyklus, in einer heißen, ölhaltigen industriellen Umgebung.
Der Kunde integrierte einen SOP-Lineardisplacementsensor aus der KTC-Serie direkt in die Führungsschiene der Einspritz-Einheit, wie auf dem Feldfoto gezeigt. Der Sensorkörper verläuft parallel zur Bewegungsrichtung der Einspritzschraube, wobei das Stangenende mechanisch mit dem beweglichen Einspritzwagen gekoppelt ist. Diese Anordnung erfasst den gesamten Schraubenhub in Echtzeit. Wichtige Gründe für die Auswahl von SOP:
• Kontinuierliche Messung über die gesamte Hublänge – keine Blindzonen an beiden Enden des Einspritzwegs, im Gegensatz zu Systemen mit Endschaltern
• Hochauflösendes analoges Ausgangssignal – die SPS erhält ein glattes, hochauflösendes Signal, das eine feingranulare Geschwindigkeitsprofilierung über alle Einspritzphasen (Füllen, Packen, Halten) ermöglicht
• Kompaktes Schienenmontagedesign – das schlanke Sensorgehäuse lässt sich innerhalb der bestehenden Maschinenabmessungen ohne bauliche Änderungen installieren
• Öl- und Kontaminationsbeständigkeit – die dichte Bauweise verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit, Schmiermittelnebel und Kunststoffpartikel die Messgenauigkeit oder Lebensdauer des Sensors beeinträchtigen
• Lange Einsatzdauer – das verschleißfeste widerstandsbasierte Element ist für zehn Millionen Zyklen ausgelegt und entspricht damit der produktiven Lebensdauer der Spritzgießmaschine selbst
Da das Sensorsignal direkt in die SPS der Maschine eingespeist wird, kann die Einspritzsteuerung Geschwindigkeitsprofile mit geschlossener Regelgenauigkeit ausführen – die Einspritzgeschwindigkeit wird exakt an bestimmten Schneckendrehpositionen erhöht oder verringert, hydraulische Druckschwankungen werden automatisch kompensiert, und die tatsächliche Positionskurve jedes Schusses wird zur Qualitätstraceability protokolliert.
01 |
Einspritzschnecke bewegt sich vorwärts – Sensorstange bewegt sich gemeinsam mit dem Schlitten über die gesamte Hublänge |
02 |
Der widerstandsbasierte Pfad wandelt die lineare Position in Echtzeit in eine proportionale analoge Spannung um |
03 |
SPS liest das Positions-Signal und berechnet die momentane Einspritzgeschwindigkeit (dX/dt) |
04 |
Die Steuerung passt die Öffnung des Hydraulikventils an, um das programmierte Geschwindigkeitsprofil an jeder Hubposition aufrechtzuerhalten |
05 |
Die vollständigen Einspritzdaten (Positionsverlauf + Geschwindigkeitskurve) werden pro Schuss für die statistische Prozesskontrolle (SPC) und Qualitätsdokumentation erfasst |
Parameter |
Wert |
Hinweis |
Anwendung |
Spritzgießmaschine |
Schneckenweg der Einspritzeinheit |
Sensortyp |
KTC Schienenmontage-Serie |
|
Abmessungen |
Volle Einspritzhub-Position |
Kontinuierliche analoge Ausgabe |
Abgeleiteter Parameter |
Einspritzgeschwindigkeit (dX/dt) |
Von der SPS aus der Position berechnet |
UMWELT |
Hohe Temperatur, Öldampf, Vibration |
Gedichtete, industrielle Gehäuseausführung |
Hauptvorteil |
Regelung der Einspritzung im geschlossenen Regelkreis |
Verringert die Ausschussrate und verbessert die Wiederholgenauigkeit |
Nach der Inbetriebnahme des SOP-Linearsensors berichtete der Kunde über eine messbare Reduzierung von Kurzeinspritzungen und Anspritzfehlern, eine engere Verteilung der Teilegewichte über mehrere Produktionsläufe hinweg sowie eine verbesserte Wiederholgenauigkeit des Einspritzgeschwindigkeitsprofils. Die kontinuierliche Langhub-Ausgabe des Sensors ermöglichte es dem Ingenieurteam zudem, Mehrstufen-Einspritzprofile präzise einzustellen – eine Aufgabe, die mit dem vorherigen Endschalter-Feedbacksystem schlicht nicht realisierbar war.
Die Linearsensoren von SOP haben sich weltweit bereits bei Hunderten von Spritzgießmaschinen bewährt. Die Kombination aus Leistung und Langlebigkeit macht sie zur bevorzugten Wahl sowohl für OEM-Maschinenbauer als auch für Nachrüstungen im Aftermarket:
• Hubbereich von 50 mm bis 1250 mm – deckt Mikrospritzgießeinheiten ebenso ab wie Großtonnagemaschinen
• Linearität ±0,05 % – erfüllt die Präzisionsanforderungen für medizinische, automobiltechnische und optisch hochwertige Spritzgussverfahren
• Gehäuse mit IP65-Schutzart – vollständig geschützt gegen Eintauchen in Hydrauliköl sowie Reinigung mit Hochdruckwasserstrahl
• Betriebstemperatur von –30 °C bis +100 °C – geeignet für Maschinen, die hochtemperaturbeständige technische Kunststoffe verarbeiten
• Kundenspezifische OEM-Konfigurationen verfügbar – Austrittsrichtung des Kabels, Steckertyp, Hublänge und Montageinterface werden an das Maschinenlayout angepasst
Falls Sie eine Spritzgießmaschine konstruieren, modernisieren oder nachrüsten – oder jedes andere industrielle Automatisierungssystem, das präzises, kontinuierliches lineares Positionsfeedback benötigt – kontaktieren Sie SOP, um das passende Sensormodell und die optimale Konfiguration für Ihre Anwendung zu besprechen.
KTC-Lineare Wegsensorenreihe: https://www.sopsensors.com/ktc
Kontakt-SOP für eine maßgeschneiderte Lösung: https://www.sopsensors.com/contact
