轧机中的完整液压解决方案
专用机械制造 Ratio-Drive^®、液压缸、夹紧装置

在轧制生产线的末端，面临着一项特殊的技术挑战：一个制动滑块将长度最大为40米的活塞杆移向侧面的冷却床。随后的轧制杆以恒定速度移动到切割后的活塞杆旁边。一旦切割后的活塞杆停止，它就会被抬到耙式冷却床上。现在，新的轧制杆也会在仍然是炽热的状态下，通过制动滑块移向冷却床。这种倾斜是一个力气活：在1.4秒内，制动滑块必须移动由部件和轧制杆组成的、高达12吨的负载。通过三个液压缸，以 +/- 1.5 毫米的同步精度，在高速、重量和速度下实现超过160毫米的运动。此过程通过 Hänchen的Ratio-Drive^®，一种完整的线性驱动解决方案来实现。硬件基础是取代以前的机电系统的3个液压缸。这样可以大大缩短维护间隔并减少磨损。2006年，GMH 进行了这项向液压技术的转变。对于维护机械团队负责人Jürgen Wagner博士来说，重要的是不仅要获得硬件，还要与Hänchen 共同开发一种全新的技术解决方案。“Hänchen 提供了整个系统集成的专业知识。”

Ratio-Drive^® 应用取代了机电结构。由于偏心轮预先设定的不灵活的正弦运动以及驱动器的“硬”启动和控制特性，导致部件承受高负荷。此外，持续的调节还会导致振动负荷。结果是，大量的连接点和偏转点出现明显的材料疲劳。由于制动滑块只能通过一个接入点驱动，因此加剧了负载。这导致了高杠杆力。根据维护人员的经验，由电机、变速箱、离合器、偏转块和偏心轴组成的机电系统已经达到极限。因此，Georgsmarienhütte (GMH) 决定从机械转向液压。

Hänchen 提供的解决方案涵盖从液压缸到自主开发和配置完整的控制程序，包括液压、电子、软件、数据处理和工程，即整个液压-机电一体化。液压缸 是 Hänchen 生产的核心业务。在 GMH，液压缸采用所谓的 Servocop^® 型号。该标准系列配备了集成的位移传感器和压力传感器。它具有极低的爬行现象、较低的启动力矩、灵敏的响应以及极佳的运动重复性，经过摩擦优化且无泄漏。这些液压缸非常坚固耐用，专为高达 1 米/秒的速度而设计。尽管具有这些性能特点，Servocop^®型号 明显比高端型号 Servofloat^® 和 Servobear^® 便宜得多。通过后两种型号，Hänchen 可以在其他应用中批量实现高达 4 米/秒的速度、高达 500 赫兹的频率（具有受控曲线）以及高达 9 MN 的力，定位精度可达几微米。特殊结构可以实现更高的性能。

对于作为委托方的 GMH 而言，主要任务在于系统集成和工程设计：与同步精度同样重要的是，对所有组件之间的协作进行编程，尽可能地减少材料损耗。其中，特殊挑战包括高重量、极端加速度、各种强制联轴器以及因组件（包括热力引起的间隙）而产生的机械相互作用。因此，精细配置是在运行系统上完成的。

在通过新的位置设定触发运动后，Hänchen实施的实时计算机系统作为Ratio-Drive^®的组件，结合Ratio-Drive^®软件，计算出精确的运动过程。电气维护团队负责人Burkhard Schmidt报告说：“对于我们来说，分散式控制是一个转变，因为它使用一个独立的子系统。”“由于双出杆控制的精度，我们选择了一个由Hänchen完全设计、负责和集成的独立系统。其中，我们的控制合作伙伴ISIS是分包商，因此Hänchen承担了总承包商的角色。”三个液压缸中集成的位移传感器提供闭环控制的实际值，并通过总线将其报告给设备控制系统。然而，液压缸如何同步地达到其位置，并尽可能减少机械应力，这是Ratio-Drive^®软件的内部任务。它基于一个模块化系统，施瓦本的软件开发人员多年来不断扩展和优化该系统。此外，GMH还拥有单独编程的客户特定程序控制系统。唯一的集成是作为电子接口的总线、作为机械接口的滑阀上的三个干预点以及电力供应。因此，整个Ratio-Drive^®具有集成到设备中的黑盒子的功能。

滞后接近于0
在这个黑盒子概念的框架内，液压缸的运动在任何时候都可以调节力和速度。因此，可以在很宽的范围内定义运动的每个部分的加速度，从而通过系统优化的加速度曲线最大限度地减少材料磨损。并且由于污染和其他干扰造成的摩擦损失也只起很小的作用。在许多情况下，系统可以通过更高的压力来补偿影响，可能的错误可以在下次维护时修复。避免了设备昂贵的停机时间。但主要的优点是滞后小：“滞后接近于0”，Wagner博士总结道。“因此，我们总是运行明确定义的位置。”由GMH维护的系统能力和Hänchen的液压-机械电子技术知识产生的驱动系统完整系统在两年内得到了验证。但这还不是全部：“已经考虑了其他未来的项目。”