Kühlmittelüberwachung an einer Produktionsmaschine

Die Schmoll Maschinen GmbH stellt seit über 60 Jahren Produktionsmaschinen für die Elektronikproduktion her, so unter anderem Bohrsysteme für Elektronik-Leiterplatten. Je nach Konfiguration können Maschinen mit 5 oder 6 parallelen Spindeln zum Einsatz kommen. Die Produktionsmaschinen bestehen im Wesentlichen aus einem Granitgestell, um die Standfestigkeit und Stabilität zu gewährleisten, und einem Tisch mit der Leiterplattenaufnahme sowie dem Positionier- und Bohrsystem. Eine CNC steuert die Antriebe und fährt ein hinterlegtes Bohr-Programm ab.

Als Antrieb bei den Verfahr-Achsen in XY-Richtung kommen Linearmotoren zum Einsatz. Die Linearmotoren für die Z-Achse (Bohrtiefe) führen bis zu 1000 Hübe pro Minute aus und die Leistungsfähigkeit der Bohrspindeln reicht bis zu 300.000 Umdrehungen/min. Die dabei in den Motoren entstehende Wärme muss durch ein flüssiges Kühlmittel abgeführt werden. Zur Überwachung ist eine Messung des Kühlmitteldurchflusses erforderlich, um die Funktion der Motoren dauerhaft zu gewährleisten und den Verschleiß zu minimieren. Das Kühlmittel besteht aus demineralisiertem Wasser, dem Zusatzstoffe zwecks Korrosionsschutzes beigesetzt sind.

Die Messung der Kühlflüssigkeit erfolgt mit DK 46 Schwebekörper-Durchflussmessgeräten. Die KROHNE Geräte benötigen keine Hilfsenergie. An der Skale 12-120 l/h, die direkt auf dem Glaskonus aufgebracht ist, lässt sich der aktuelle Durchfluss unmittelbar an der Oberkante der schwebenden Kugel ablesen. Pro Bohrsystem werden 2 Geräte zur Durchflussmessung eingesetzt, eins für den Bohrmotor und eins für den Positioniermotor in Z-Richtung. Die Geräte sind über einen Haltebügel direkt an den Bohrsystemen befestigt. So sieht der Betreiber sofort, ob das System noch ausreichend gekühlt wird oder ein Leck bzw. eine Verstopfung in der Kühlmittelleitung vorliegt.

Die Kleinstdurchfluss-Messgeräte DK 46 bieten eine sehr kostengünstige Lösung und messen mit einem maximalen Messfehler von 4 % vom Messwert ausreichend genau. Da der Durchfluss zentral über den Systemdruck eingestellt wird, kann auf das sonst übliche, integrierte Nadelventil verzichtet werden. Und da der Druck unterhalb von 4 bar liegt, kann für die Armatur Kunststoff statt Edelstahl zum Einsatz kommen. Der flexible Geräteaufbau ermöglicht es, dass das DK 46 in dieser Anwendung auf das Notwendigste (technisch wie ökonomisch) reduziert wird und die Zustandsüberwachung des Kühlsystems mit einfachsten Mitteln erfolgen kann. Es werden weder gerade Ein- und Auslaufstrecken noch elektrische Hilfsenergie benötigt. Zusammen mit der Montage mittels Haltebügel vereinfacht das die Installation und Integration signifikant.