Material im Härtetest

Der Maschinenbediener beschickt manuell ein Magazin mit den drei verschieden Probenarten, danach übernimmt das „Polarsystem“ die Handhabung der Proben für alle weiteren Schritte. Das Polarsystem besteht aus einem Industrieroboter mit einem pneumatischen Greifarm. Durch den modularen Aufbau lassen sich verschiedene Messgeräte integrieren.

Nach der automatischen Probenentnahme aus dem Magazin wird zunächst eine Querschnittsmessung durchgeführt. Proben, die für den Kerbschlagbiegeversuch vorgesehen sind, werden direkt in das Pendelschlagwerk gebracht. Die Zugprobe wird nach der Querschnittsmessung in die pneumatischen Probenhalter eingespannt. Die Zugprüfmaschine ist zusätzlich mit einem Zwick multiXtens-Extensometer zur Messung der Dehnung ausgestattet. Der multiXtens ist ein universell einsetzbarer, hochauflösender Längenänderungsaufnehmer, der sich durch eine sehr hohe Messgenauigkeit, verbunden mit einem äußert großen Messbereich auszeichnet. Spezielle Entsorgungsgreifer entnehmen nach dem Versuch die Probe automatisch aus dem Probenhalter und entsorgen sie.

Für die Biegeprüfung wird der Prüfling auf die Biegeauflager der Biegeprüfmaschine gelegt und der Biegestempel mit der Traverse auf die Startposition gefahren. Da ein motorisch einstellbares Auflager zum Einsatz kommt, kann das Ergebnis der Querschnittsmessung direkt für die Einstellung des Auflagerabstandes verwendet werden. Nach dem Biegeversuch wird die Probe durch Kippen des Biegebockes entsorgt.

Die intelligente Steuersoftware autoEdition2 steuert die Anlage. Die Prüfsoftware testXpert erfasst automatisch die Messwerte, steuert und überwacht den Prüfablauf und ermittelt und dokumentiert die Prüfergebnisse. Am Ende des Tests können die Ergebnisse in einem Prüfprotokoll ausgedruckt, an eine externe Datenbank oder das Microsoft Office Programm exportiert werden; außerdem ist die Speicherung als ASCII Datei mit allen Steuerparametern möglich.

Der Vorteil dieser Anlage liegt in der Zusammenfassung von drei Prüfaufgaben in einem System. Ein Roboter bedient drei Prüfmaschinen und entlastet den Bediener von Routineaufgaben.

Leicht, flexibel und dennoch fest: Wegen dieser Eigenschaften ist die Kohlefaser (Carbonfaser) meist als Verbundwerkstoff ein Hightech-Produkt und findet viele Anwendungen. Sie hat die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, den Hochleistungssport und die Medizintechnik erobert.

Doch die Prüfung des Materials gestalte sich bisher relativ aufwändig und teuer, wobei die Probenherstellung einer der kritischsten Punkte darstellt. Da die Kohlefasern sehr empfindlich und im Probenhalter nur schwer zu halten sind, werden sie normalerweise in Kunststoff eingegossen, um einen Klemmbruch zu vermeiden. Zwick realisierte kürzlich für einen ihrer Kunden eine vollautomatische Lösung, mit der das Prüfen rund um die Uhr sicher gewährleistet ist. und bei der das arbeits- und zeitintensive Giessen der Probenköpfe entfällt.

Der Maschinenbediener beschickt manuell ein Magazin mit den Proben, dann übernimmt das „Polarsystem“ die Handhabung der Proben für alle weiteren Schritte: Ein Roboter entnimmt die Probe aus dem Magazin und legt sie in die Prüfmaschine. Dort wird die Probe in den pneumatischen Probenhalter eingespannt, der speziell zum Halten von Kohlefasern entwickelt wurde. Die Prüfmaschine ist eine elektromechanische Tischmaschine mit einer Kapazität von 20 kN; zusätzlich ausgestattet mit einem Zwick multiXtens-Extensometer, der sich durch eine hohe Messgenauigkeit, verbunden mit einem äußerst großen Messbereich auszeichnet. Die Entsorgung der Probe erfolgt ebenfalls automatisch.

Wie bei allen Zwick Automatisierungen wird auch diese Anlage von der Software autoEdition2 gesteuert. Alle Steuerparameter für den Test können entweder manuell eingegeben oder automatisch online zu einem Qualitätsmanagementsystem übergeben werden. Am Ende des Tests liefert die Prüfsoftware testXpert die Ergebnisse in einem Prüfprotokoll ausgedruckt, an eine externe Datenbank oder exportiert sie in das Microsoft Office Programm; außerdem ist die Speicherung als ASCII Datei mit allen Steuerparametern möglich. Ein großer Vorteil dieses Systems ist, dass die Proben nicht mehr vorbehandelt werden müssen und dadurch Zeit und Kosten gespart werden. Zusammen mit der automatischen Probenzuführung sorgt dies für eine schnelle Amortisation der Anlage.

Mit Hochgeschwindigkeits-Prüfmaschinen werden insbesondere Durchstoß- und Schnellzerreißvesuche mit hohen Prüfgeschwindigkeiten durchgeführt. Mit entsprechender Ausrüstung ist auch die Durchführung von Zug-, Druck- und Biegeversuchen mit zügiger, schwellender und wechselnder Belastung im statischen, quasi-statischen und dynamischen Bereich möglich. Die Prüfmechanik bei diesen Maschinen, die hauptsächlich in der Metallindustrie eingesetzt werden, ist grundsätzlich sehr langlebig. Zunehmende Anforderungen an die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit von Prüfabläufen und Prüfergebnissen sowie wirtschaftliche und schnelle Versuchdurchführungen erfordern jedoch oft ein bestimmtes Maß an Modernisierungen.

Hierfür bietet Zwick jetzt ein Modernisierungspaket an. Dieses besteht aus einer neuen Mess-, Steuer und Regelelektronik testControl. die alle zeit- und sicherheitskritischen Funktionen übernimmt und eine individuelle Konfiguration auf jede prüftechnische Situation erlaubt. Alle Neuentwicklungen, sei es ein Hardware-Modul oder eine funktionelle Erweiterung, können in dieses System auf einfachste Weise integriert werden. Damit ist die Investition auf lange Zeit gesichert. test Control garantiert ebenso die Einhaltung internationaler Sicherheits- und Qualitätsrichtlinien bei maximalem Bedienkomfort durch eine umfangreiche Fehler- und Risikoanalyse.

Perfekte Prüfsysteme benötigen bis aufs Detail aufeinander abgestimmte Komponenten. Deshalb kommt die leistungsstarke Prüfsoftware testXpert zum Einsatz, die auch bei Neumaschinen verwendet wird. Damit ist höchster Qualitätsstandard bei einfachster Bedienung garantiert. Die gesamte Prüfsoftware ist modular aufgebaut, dadurch erhält der Anwender ein speziell auf seine Bedürfnisse zugeschnittenes Software- System. Eine speziell für Hochgeschwindigkeitsversuche konzipierte Masterprüfvorschrift ergänzt durch die entsprechenden Datenaufnahme- und Datenverarbeitungskomponenten, ermöglicht es, dass die modernisierte Maschine genau wie eine Neumaschine betrieben werden kann.

Durch eine einheitliche Basis-Software, das Baukastensystem und durch die Benutzerunterstützung mittels Software-Werkzeuge ist das Konzept deshalb Garant für höchste Flexibilität, Funktionssicherheit und einfache Benutzbarkeit. Darüber hinaus sind die Ersatzteilversorgung und der Service der Anlage langfristig wieder gewährleistet.

Ab 2007 steht das erste Gerät der innovativen Produktlinie „topLine“ mit den Laststufen 1 – 250 kN (Nennlast 9,81 – 2452) zur Verfügung. Bei der Entwicklung wurde besonderen Wert auf hohen Bedien- und Messkomfort gelegt. Die Universalhärteprüfmaschine ist für Härteprüfungen nach Vickers, Brinell, Rockwell und weitere Verfahren geeignet und spricht insbesondere Testlabors/Materialforschung oder die Qualitätssicherung in der industrielle Fertigung an.

Das Gerät glänzt durch die fortschrittlichste digitale Zoomoptik für einen breiten Anwendungsbereich mit nur einem Objektiv. Weiterhin ist die „Closed Loop“ Technologie besonders hervorzuheben, die heute moderne Härteprüfer auszeichnet.

Optional ist eine integrierte Bildanalyse zur vollautomatischen Auswertung der Eindrücke erhältlich. Weitere anwendungsorientierte Optionen und Module sind darüber hinaus verfügbar wie z.B. ein motorischer Revolverkopf und motorische Kreuztische.

Eine Datenanbindung an die bewährte Prüfsoftware testXpert II ermöglicht eine komfortable Datenauswertung. Für internationale Anwendungen ist die einfache Sprachumschaltung sehr hilfreich.

Die Produkteinführung weitere Härteprüfer dieser Serie bis 750 und 3000 kg (7357 N und 29430 N). wird im Laufe des Jahres 2007 stattfinden.

Zwick, Ulm

QE 538