Sensoren

Greifen mit Sinn

Intelligente Sensoren machen Aktoren zu feinfühligen Helfern
Optischer Sensor (ONS) von Schunk.
Sensoren sind in der Automatisierung die entscheidenden „Sinnesorgane“ von Maschinen und Anlagen. Während Greifmodule und andere Aktoren früher gewissermaßen gefühllos und stur exakt vordefinierte Aufgabe erledigten, werden sie heute mit intelligenten Sensoren zu feinfühligen und flexiblen Helfern im Fertigungsprozess. Schunk bietet ein Spektrum intelligenter Sensoren an.

Je stärker Qualitätsanforderungen, Variantenvielfalt und Kostendruck zunehmen, desto wichtiger werden intelligente Automatisierungs- und Sensorlösungen. Der Spann- und Greiftechnikspezialist Schunk aus Lauffen hat sein Sensorprogramm auf individuelle Anforderungen und Einsatzumgebungen abgestimmt. Die Sensoren werden immer weiter in den jeweiligen Aktor integriert und verschmelzen mit der Automatisierungskomponente zu einer feinfühligen Einheit.

Sensoren in Aktoren dienen dazu, den Zustand der Komponente abzufragen. Im einfachsten Fall erfasst ein induktiver Sensor dabei zwei mögliche Zustände: offen und geschlossen. Mit Hilfe einer Oszillatorspule erzeugen sie ein hochfrequentes, magnetisches Wechselfeld. Sobald ein metallenes Objekt in dieses Feld eintritt, entzieht es dem Magnetfeld Energie. Dadurch verkleinert sich die Schwingungsamplitude. Diese Änderung wird erkannt, und der Sensor schaltet berührungslos. Magnetschalter können komplett zum Beispiel in den Aktor integriert werden. Anstelle der Position der Greiferfinger fragt der Sensor dann die Position des Kolbens im Innern des Greifers ab. Der Kolben ist dazu mit einem kleinen Magneten ausgestattet. Der Sensor nimmt die Annäherung des Magneten wahr und kann entsprechend den Kontakt elektronisch öffnen und schließen. Magnetschalter der neuesten Generation, etwa der MMS-P 22 von Schunk, sind programmierbar und können statt einem jetzt auch zwei Schaltpunkte erkennen. Außerdem lassen sich die Ausschaltpunkte programmieren, was zur Verbesserung der Prozessstabilität genutzt werden kann.

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In bestimmten Umgebungen oder bei speziellen Anwendungen können Sensorkabel ein Hindernis sein. Für Bearbeitungszentren, Dreh- oder Schleifmaschinen, für beengte Handhabungsapplikationen, aber auch für widrige Umgebungen empfiehlt sich daher der Einsatz der kabellosen Funk-Sensorik RSS. Die Sensoren überwachen den Hub der Greiferbacken und melden den Zustand an einen Sender. Er übermittelt die Information per Funk an einen Empfänger, der mit der Steuerung verbunden ist. Statt umfangreicher Abdichtungen, Kabelpanzerungen, Zugentlastungen und dem Einsatz beschränkt haltbarer Schleifringe für Rotationsachsen umgeht das Funksensor-System RSS sämtliche mechanischen Hürden. Mit seiner Hilfe kann die Taktzeit verkürzt und die Sicherheit für Mensch, Maschine und Prozess deutlich erhöht werden, verspricht der Anbieter.

Bei hohen Temperaturen, in Ex-geschützten Bereichen, in aggressiven Flüssigkeiten, bei heißen Spänen oder Kühlschmiermittel können konventionelle Sensorsysteme überfordert sein. In diesen Extremsituationen ermöglicht das fluidische Abfragesystem PA3 von Schunk bei pneumatisch angetriebenen Aktoren eine präzise und zuverlässige Aussage über die aktuelle Position beziehungsweise den Prozessstatus. Der Aktor wird dafür lediglich mit zwei zusätzlichen Pneumatikanschlüssen ausgestattet. Über eine einzige zusätzliche pneumatische Messleitung und ein UND-Ventil wird die Information „offen“, „gegriffen“ oder „geschlossen“ an die Steuerung zurückgeführt; das geschieht komplett ohne den Einsatz elektrischer Sensoren oder zusätzlicher Kabel.
Bei miniaturisierten Greifmodulen ist die Positionsabfrage eine besondere Herausforderung. Während bisher eine Detektion des Greifers nur über eine separate Kamera möglich war, können in sauberer Umgebung auch optische Sensoren diese Aufgabe übernehmen. Die optischen Sensoren ONS von Schunk senden über einen Lichtwellenleiter Licht aus. Über eine Auswertung der Menge des reflektierten Lichtes erkennt der Sensor den Abstand zur Refektionsfläche und damit die Positionen der Greiferbacken. pb

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