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Industrielle Automation 2/2015

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Industrielle Automation 2/2015

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK LIVE@ Ist der Einbauraum gering, sind Komponenten gefragt, die besonders kompakt und mit geringem Gewicht konzipiert sind. Die Kunst dabei ist, die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Komponenten auf einem hohen Niveau zu halten. Neue Maßstäbe setzen bei derartigen Anforderungen die Micromote-Sensoren von Balluff mit ihrer separaten Auswerteelektronik. Sie bestechen durch ihre außergewöhnliche optische Leistung auf allerkleinstem Raum, die sie besonkopf integriert ist, gibt es keine Verluste, wie sie bei Faseroptiken beim Einkoppeln des Lichtes auftreten. Die Signalübertragung zum Sensorkopf erfolgt rein elektrisch über hoch flexible Anschlussleitungen, ohne Rücksicht auf Mindestbiegeradien nehmen zu müssen. Dabei halten sie bei einem Durchmesser von 1,8 mm auch noch einer Zugbelastung von 90 kg stand. Beachtliche Abbildungsqualität Leistungsstarke Winzlinge Miniatursensoren setzen neue Maßstäbe in Baugröße und optischer Präzision Detlef Zienert Die immer kompakter werdenden Anlagen erreichen zunehmend die Grenze des technischen Machbaren. Ein Beispiel aus der Optosensorik zeigt jedoch, dass Entwickler diese Herausforderung durchaus meistern können. Eine neue Generation mikrooptischer Komponenten macht mit einer separaten Auswerteelektronik das Unmögliche möglich. Dr. rer. nat. Detlef Zienert ist verantwortlich für die Pressearbeit bei der Balluff GmbH in Neuhausen auf den Fildern deren miniaturisierten LEDs, Fotodioden und Fototransistoren verdanken. Für ihre Produktion wurde sogar ein eigens neu patentiertes Herstellungsverfahren entwickelt. Vielseitig einsetzbar Mit Abmessungen von nur wenigen Millimetern sind die optoelektronischen Sensorköpfe äußerst kompakt gebaut. Die Sensoren sind in ein Metallgehäuse integriert und halten daher auch dem Einsatz in rauen Industrieumgebungen stand. Sie werden mit einem separaten Verstärker betrieben, der außerhalb des Geschehens platziert werden kann. Mit den drei Varianten Basic, Advanced und Premium ist er beliebig mit den Sensoren kombinierbar. Hochflexible elektrische Leitungen sorgen für die sichere Übertragung der Sensorsignale zwischen ihm und dem Sensorkopf. Damit sind die Sensoren auch eine technische Alternative zu Faseroptiken. Weiteres Plus: Der Verstärker punktet durch ergonomische Anzeigeund Bedienelemente. Dank eines ausgefeilten Baukastensystems fällt es Anwendern leicht, für nahezu jede Applikation die passende Lösung zu finden. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um die Positionserfassung von Kleinteilen, das Erkennen und Zählen von Objekten oder die Füllstanderfassung von schäumenden Flüssigkeiten handelt. Auch anwenderspezifische Lösungen lassen sich flexibel realisieren. Da bei den MicroMote-Sensoren bereits die gesamte Optoelektronik in den Sensor- Um derart leistungsfähige Miniatursensoren realisieren zu können, haben die Entwickler im Balluff Kompetenzzentrum Neubiberg nicht einfach auf herkömmliche optoelektronische Bauelemente zurückgegriffen. Vielmehr entwickelten sie kurzerhand eigene MicroSpot LEDs mitsamt der dazugehörigen patentierten Herstellungstechnologie. Mit ihr wird bereits in der Fertigung die Optik jedes Sensors auf die Applikation ausgelegt. Diese Vorgehensweise zahlte sich aus, denn die neuen Bauelemente beeindrucken nicht nur durch ihren hohen Miniaturisierungsgrad, sondern auch durch ihre optischen Eigenschaften. Im Gegensatz zu ihren Pendants von der Stange, die nicht selten Schielfehler bis zu 30° aufweisen, liegen die Achsfehler bei den Produkten aus Neubiberg unter 1°. Darüber hinaus bestechen die LEDs der MicroSpot-Baureihe mit Öffnungswinkeln von ca. 3° und können mittels einer 2 mm-Optik und einem kreisrunden Lichtpunkt Werte von nur 1° erzielen. Ganz gleich, ob LEDs, Fotodioden oder Fototransistoren, es handelt sich immer um komplett abgestimmte optische Einheiten, die sich durch geringe Baugröße, hohe Abbildungsqualität des Lichtstrahls, hohe Gleichmäßigkeit und niedrige Exem plarstreuung auszeichnen. Der besondere Clou: Zusätzliche Komponenten wie Linsen, Blenden oder Filter sind nicht erforderlich. Zeitaufwändige Arbeiten wie Mikrojustage und optischer Abgleich sind überflüssig. 10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2015

Mikrooptik meistert auch schwierige Aufgaben Neben Ausführungen für Standardaufgaben, etwa bei der Objekterkennung, findet der Anwender im Programm auch Spezialisten für besondere Herausforderungen. Unter diese Kategorie fallen z. B. MicroMote-Sensoren für die Wassererkennung. Sie arbeiten mit einer spezifischen Wellenlänge, für die Wasser ein erhöhtes Absorbtionsverhalten zeigt. Mit ihnen kann der Anwender im Durchlichtverfahren Flüssigkeiten mit hohem Wasser gehalt detektieren. Die Kombination aus kompakter Bauweise und leistungsfähiger Mikrooptik ermöglicht die zuverlässige Anwendung in Schläuchen und Kapillaren, bei denen andere physikalische Effekte an ihre natürlichen Grenzen stoßen. Ein anderes interessantes Beispiel sind Präzisionsschlauchsensoren zur Detektion von Flüssigkeiten und Gasblasen. Mit der eingebauten Mikrooptik lassen sich Luft-Flüssigkeitsübergänge mit großer Genauigkeit detektieren, denn sie erfassen die unterschiedliche Brechung des Lichts in der Luft- oder in der Flüssigkeitssäule im Innern eines Schlauchs. Einsatz im Hochvakuum Eine Besonderheit am Markt sind MicroMote-Sensoren für den Einsatz direkt im Hoch- und im Ultrahochvakuum bis 1 × 10 - 9 mbar. Erhältlich sind Ausführungen zum direkten Einbau in die Kammerwand sowie Versionen zur vollständigen Installation im Hochvakuum. Bei letzterer werden die elektrischen Signale über herkömmliche Vakuumdurchführungen mit „feedthrough“-Kontaktierungen zur außerhalb gelegenen Elek tronik geleitet. Wichtig ist auch: Das Ausgasungsverhalten dieser Sensoren lässt sich durch eine kundenspezifische Material auswahl genau definieren und optimieren. Ebenfalls im Programm sind MicroMote-Lichtbandsensoren. Es gibt sie sowohl in Gabelbauform mit Weiten von 40 bis 80 mm als auch mit getrennten Empfängermodulen mit einer Lichtbandbreite von 10 bis 180 mm. Ihr Sendeelement besteht aus zahlreichen parallel geschalteter MicroMote-LEDs, deren Lichtkegel sich überlagern und ein äußerst homogenes Lichtband bilden. Dies bietet den Vorteil, dass Objekte unabhängig von ihrer Objektausrichtung abgebildet und präzise erkannt werden. Hierfür typische Anwendungen sind Schnellzähl- und Erfassungsaufgaben, die Bahnkantensteuerung, das Erkennen von Defekten in schnell laufenden Filamenten von Textilfasern oder auch die Konturvermessung von Garnspulen auf Förderbändern. www.balluff.de AUTOMATION einfach EINFACH Manuelle Leerung war gestern! HEUTE heißt es: Vollautomatische Bauteilentnahme mit sehendem Roboter! Weniger als 2 Sekunden pro Scan Der intelligente „Griff in die Kiste“ mit ISRAs preisgekröntem System! Alle Bauteile – Alle Geometrien • Sicheres Erfassen und Greifen unsortierter Bauteile • Universelle, fest montierte Sensorlösung ohne zusätzliche Kinematik • Einfache Installation in wenigen Stunden • Ohne Expertenwissen • Easy-to-Use Besuchen Sie uns! Hannover Messe Halle 17/ Stand E41 Die verschiedenen Ausführungen der Sensoren im vielfältigen Einsatz, zum Beispiel im Verpackungsbereich (links), bei der Detektion von Flüssigkeiten und Gasblasen im Inneren eines Schlauches (mitte) oder bei der Bahnkantensteuerung (rechts) Ihr Schlüssel zum Erfolg 3D Machine Vision WWW.ISRAVISION.COM Tel.: +49 6151 948-0 · info@isravision.com

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