Spanfeste Induktivsensoren trotzen Metallspänen
Zuverlässig schalten
Man stelle sich eine Produktionslinie vor, auf der Metallteile für die spanende Bearbeitung transportiert werden. Metallische Gegenstände sollen trotz störender Metallspäne zuverlässig detektiert werden. Hier kann einem die Wahl des passenden Sensors schon Kopfzerbrechen bereiten. Ein neues Sensorkonzept macht zukünftig induktive Sensoren resistent gegen nahezu alle Metallspäne.
Bild: Contrinex Sensor GmbHOptische Sensoren sind in diesem rauen Umfeld ungeeignet, weil zwangsläufig Schmutz, Öl und Späne die Sicht vernebeln. Ultraschallsensoren liefern nicht die benötigte Genauigkeit. Kapazitive Sensoren werden durch Späne gestört und bringen ebenfalls keine zuverlässigen Ergebnisse. Bleiben noch induktive Sensoren. Auch sie scheinen Prinzip bedingt nicht ideal für diesen Einsatzzweck, sind aber dennoch die am weitesten verbreitete Lösung. Ein überarbeitetes Sensorkonzept macht nun induktive Sensoren resistent gegen nahezu alle Metallspäne und bringt im praktischen Einsatz weitere Vorteile. Typischerweise ist der Einsatz von induktiven Sensoren in der automatisierten, spanenden Fertigung nicht ohne Probleme. Bei der Fertigung entstehende Späne setzen sich auf den Sensoren ab. Je nach Sensortyp können sie diese Verschmutzung bis zu einem gewissen Grad kompensieren, dann allerdings kommt es zu fehlerhaften, nicht mehr nutzbaren Signalen. Üblicherweise werden die Sensoren dann aufwändig gereinigt, die Produktion steht still. Zudem kann das beim Reinigen entstehende Schmutzwasser nicht einfach in die Kanalisation abgeführt werden, sondern muss zuvor kostenintensiv gesäubert werden. Anschließend arbeiten die Sensoren für eine Weile wieder zuverlässig, ehe der Reinigungsprozess von Neuem beginnt.
Bild: Contrinex Sensor GmbHCleveres Messprinzip
Um hier eine zuverlässige, robuste und bezahlbare Alternative zu schaffen, hat Contrinex eine Serie spanfester Induktivsensoren entwickelt. Die Sensoren nutzen das patentierte Condet-Verfahren, um trotz Metallspänen im Sichtfeld zuverlässige Ergebnisse zu liefern. Bei diesem Verfahren arbeiten Sensoren prinzipiell wie Transformatoren, folgen also in ihrem Verhalten dem Induktionsgesetz. Hinter der aktiven Fläche liegt eine Spule, die während eines Sendestromimpulses als Primärspule dient. Sie induziert im zu erfassenden leitfähigen Objekt eine Spannung, die dort einen Strom fließen lässt. Wird nun der Sendestrom abrupt ausgeschaltet, klingt der Strom auf der Sekundärseite ab und induziert seinerseits als Primärspule eine Spannung zurück in die Sensorspule. Diese rückinduzierte Spannung bildet das Nutzsignal für die Objekterkennung. Mit diesem Verfahren lassen sich metallische Späne ausfiltern. Zudem kann man damit die Sensoren komplett in Edelstahlgehäusen verbauen und große Schaltabstände erreichen. Beides erhöht die Sicherheit bzw. reduziert Sensorausfälle. Dank der transformatorischen Kopplung zwischen Objekt und Sendespule sind die Sensoren zudem temperaturunabhängig.
In drei Bauvarianten einsetzbar
Die spanfesten Induktivsensoren werden in drei Bauformen angeboten: im M12-, M18- oder M30-Gehäuse jeweils für den nicht bündigen Einbau. Auch wenn Späne aus Eisen, Aluminium, Edelstahl, Messing, Kupfer oder Titan an ihnen haften, detektieren sie zuverlässig Gegenstände aus diesen Metallen. Die Sensoren im einteiligen Edelstahlgehäuse werden mit Schutzart IP68 und IP69K sowie einem Temperaturbereich von -25 bis +85°C angeboten. Ihr Schaltabstand liegt je nach Typ bei 3, 5 oder 12mm, die Wiederholgenauigkeit zwischen 0,2 und 0,8mm. Die Sensoren arbeiten mit Frequenzen von 90, 200 oder 400Hz. In der PNP-Version verfügen sie auch über eine I/O-Link-Schnittstelle für die Kommunikation mit dem Rest der Anlage, was sie beispielsweise für die Automobilindustrie unter anderem auch für die vorbeugende Instandhaltung interessant macht. Sie müssen nicht aufwändig für verschiedene Metalle kalibriert werden und sind dank Plug&Play-Installation schnell einsatzbereit. Typische Anwendungsbereiche finden sich im Maschinenbau bei automatisierten spanenden Fertigungsverfahren wie Drehen, Fräsen, Bohren oder Schleifen vorzugsweise in der Großserienfertigung. Denkbar ist ihr Einsatz aber auch in der additiven Fertigung. Hier stellen die Metallpulver und die damit einhergehenden Stäube hohe Anforderungen an die Sensoren. Im Metallrecycling können die Sensoren Anwesenheit oder Positionen verschiedener Klappen, Türen, Schubladen oder weitere metallische Gegenstände, die positioniert werden müssen, zuverlässig erkennen, ohne von kleinen metallischen Abfällen bei der Messung gestört zu werden.
Man stelle sich eine Produktionslinie vor, auf der Metallteile für die spanende Bearbeitung transportiert werden. Metallische Gegenstände sollen trotz störender Metallspäne zuverlässig detektiert werden. Hier kann einem die Wahl des passenden Sensors schon Kopfzerbrechen bereiten. Ein neues Sensorkonzept macht zukünftig induktive Sensoren resistent gegen nahezu alle Metallspäne.
Bild: Contrinex Sensor GmbHOptische Sensoren sind in diesem rauen Umfeld ungeeignet, weil zwangsläufig Schmutz, Öl und Späne die Sicht vernebeln. Ultraschallsensoren liefern nicht die benötigte Genauigkeit. Kapazitive Sensoren werden durch Späne gestört und bringen ebenfalls keine zuverlässigen Ergebnisse. Bleiben noch induktive Sensoren. Auch sie scheinen Prinzip bedingt nicht ideal für diesen Einsatzzweck, sind aber dennoch die am weitesten verbreitete Lösung. Ein überarbeitetes Sensorkonzept macht nun induktive Sensoren resistent gegen nahezu alle Metallspäne und bringt im praktischen Einsatz weitere Vorteile. Typischerweise ist der Einsatz von induktiven Sensoren in der automatisierten, spanenden Fertigung nicht ohne Probleme. Bei der Fertigung entstehende Späne setzen sich auf den Sensoren ab. Je nach Sensortyp können sie diese Verschmutzung bis zu einem gewissen Grad kompensieren, dann allerdings kommt es zu fehlerhaften, nicht mehr nutzbaren Signalen. Üblicherweise werden die Sensoren dann aufwändig gereinigt, die Produktion steht still. Zudem kann das beim Reinigen entstehende Schmutzwasser nicht einfach in die Kanalisation abgeführt werden, sondern muss zuvor kostenintensiv gesäubert werden. Anschließend arbeiten die Sensoren für eine Weile wieder zuverlässig, ehe der Reinigungsprozess von Neuem beginnt.
Contrinex Sensor GmbH
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 6 2017 - 19.06.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
