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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK 02 03 02 Einfluss der Oberwellenfilterung: der Winkelfehler des Sensors mit integrierter Oberwellenfilterung ist deutlich geringer 03 FreePitch Sensor basierend auf dem Tunnel MagnetoResistiven (TMR) Effekt TA9903: Winkelfehler kompensiert im Vergleich zu unkompensiert in Dünnschichttechnik aufgebrachten Sensorstrukturen befinden, gekrümmte Brückenelemente. Da sich ein Brückenelement aus vielen TMR-Elementen zusammensetzt, kann durch diese geometrische Anordnung der einzelnen Elemente innerhalb der Sensorschaltung eine Dämpfung der Oberwellenanteile erreicht werden. Diese Designtechnologie wird bei Sensitec als Perfect- Wave Design bezeichnet. Hierdurch wird nicht nur der absolute Fehlerbeitrag durch die Oberwellen drastisch reduziert, sondern – wie in Bild 02 zu erkennen ist – wird die Abhängigkeit des Winkelfehlers durch unterschiedliche Magnetfeldstärken des zu messenden Magneten faktisch eliminiert und gewinnt für die Anwendungsentwicklung zusätzliche Freiheitsgrade in der Magnetsystemauslegung. Das genannte Beispiel vermittelt einen Eindruck über die vielfältigen Möglichkeiten, aber auch die Komplexität, den Schichtaufbau und das Schaltungsdesign für eine spezielle Funktion, angepasste Eigenschaften oder eine komplett individuelle Chiplösung einzusetzen. Hieraus ergeben sich dementsprechende Optionen zur Schaffung eines breiten Sensorportfolios für unterschiedlichste Anwendungsbereiche und Anforderungen. Breites Sensorspektrum, auch für Industrie-4.0-Anwendungen Mit der TMR-Technologie werden nicht nur für neue und bisher schwer zu erreichende Anwendungen Sensorlösungen kreiert, sondern auch bei bekannten Anwendungen Optimierungen ausgelotet und Verbesserungen erzielt. So liefert z. B. der Free- Pitch-Sensor TA903 im Vergleich zu einem typischen AMR FreePitch-Sensor eine 360° absolute Signalinformation. Hiermit kann mit nur einem Sensorchip ein Singleturn- Absolutgeber mit einem Dipolmagneten am Wellenende realisiert werden, wo hingegen bei einer AMR-Lösung weitere Sensoren notwendig sind. Die Ausgangssignale des Sensors sind differenzielle Sinus- und Kosinussignale mit Amplituden von 100 mV/V und es ergibt sich bereits ohne weitere Kompensationen eine gute Messgenauigkeit des Winkels. Werden die Sensorsignale in Bezug auf Offset, Amplituden- Synchronität und Phasenversatz noch weiter korrigiert, lässt sich der Fehler eines solchen Messsystems auf unter 0,2° reduzieren (Bild 03). Eine weitere beispielhafte Anwendung resultiert aus Messanforderungen aus dem Bereich der Zustandsüberwachung der Industrie-4.0-Aktivitäten. Endlagen in Zylindern sollen nicht mehr nur als binäre Schaltinformation der Steuerung zugeführt werden, sondern zusätzlich auch Informationen liefern, aus denen sich bspw. Verschleiß ableiten lässt. Der TF952 als Sensor zur Messung von Magnetfeldern eignet sich hierzu besonders gut, da er über eine lineare Kennlinie im Messbereich von ± 20 mT verfügt – und damit passend ist zu den üblichen Magneten, die in Pneumatikzylindern Verwendung finden. TMR-Technologie – wenn es komplex werden soll Deutlich komplexere Sensoren sind aufgrund der kompakten TMR-Technologie ebenfalls möglich. So wurde innerhalb des BMBF-geförderten Forschungsprojekts KaLiPso (Kabellose Linearführungssysteme mit integrierter Positionsmessung) in Zusammenarbeit mit NTN-SNR, dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen an der Universität Hannover und Sensitec gezeigt, wie ein kabelloses Absolut-Längenmesssystem auf TMR-Basis in einer Linearführung zukünftig aussehen Schichtaufbau und Schaltungsdesign ermöglichen viele Optionen für ein breites Sensorportfolio für unterschiedlichste Anwendungen und funktionieren könnte. Dieses wird für den Betrieb mittels eines berührungslosen induktiven Verfahrens mit Energie versorgt. Die Primärspule ist in die Führungsschiene integriert und die Sekundärspule befindet sich im Schlitten. Innerhalb des Projektes wurde ein TMR Sensor-Array entwickelt, welches eine magnetische Absolut-Codierung ausliest, die in einem Mikrocontroller zusammen mit der Information eines TMR FixPitch-Sensor, der lediglich eine abwechselnd mit Nord- und Südpolen magnetisierte Spur ausliest, eine hochauflösende und hochgenaue Positionsinformation ergibt. Im Zuge der TMR- Entwicklung ist somit ein Portfolio an Sensoren für unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten entstanden. Dieses wird sukzessive ausgebaut und die Sensoren als Produkte in die Serienfertigung überführt. TMR-Muster und -Evaluationkits sind auf An frage erhältlich. Bilder: Sensitec www.sensitec.com 50 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2019

SENSORIK UND MESSTECHNIK Streifenlicht-Farbscanner für komplexe Oberflächen Faro führt die Cobalt Design-Produktfamilie für Structured Light Scanners ein. Bei der Streifenlichtscan-Technologie werden projizierte Lichtmuster mit einem Kamerasystem kombiniert, um große Bereiche gleichzeitig zu erfassen. Das führt zu schnelleren und besseren Ergebnissen. In Kombination mit der RevEng-Softwareplattform ist Cobalt Design eine integrierte, umfassende digitale Designlösung, mit der kleine bis mittelgroße Objekte präzise und in Farbe mit verschiedenen Auflösungsstufen gescannt werden können. Dabei handelt es sich um den ersten Streifenlicht-Farbscanner von Faro, der speziell für Designanwendungen entwickelt wurde. Er eignet sich zum Scannen komplexer Oberflächen, vor allem von hochgradig detaillierten organischen Formen. www.faro.com Präzise Qualitätsprüfung mit Wärmebildern Einen Ansatz zur visuellen Prüfung von Spritzgussteilen per Wärmebildkamera hat Vision + Control entwickelt. ThermoInspection ist zeitsparender und präziser als die Prüfung mit konventioneller Beleuchtung.Unmittelbar nach dem Spritzen nimmt ein Roboter das Bauteil aus der Form und hält es in verschiedenen Positionen vor die Wärmebildkamera. So können z. B. die letzte Füllstelle, Rastnasen, der Einspritzpunkt oder andere funktionsrelevante Details genauestens inspiziert werden. Als Kamera kommt entweder die FLIR A35 (IR-Auflösung 320 × 256 Pixel) oder die FLIR A65 (IR-Auflösung 640 × 512 Pixel) zum Einsatz. Die Bild - verarbeitung übernimmt das Mehr - kamerasystem vicosys 5400. Das eingesetzte Betriebssystem webHMI ist kompatibel zu allen gängigen Browsern und Steuerungsoberflächen in der Fertigung. Die Methode, die der Bildverarbeitungsspezialist zusammen mit Industriethermografie Schweiger entwickelt hat, eignet sich besonders für die Automobilindustrie. www.vision-control.com Betriebskritische Anlagen effizient inspizieren Die Wärmebildkamera Flir T860 ist das erste Modell des Herstellers, das mit einer integrierten Inspection Route-Software ausgestattet ist. Damit lassen sich betriebskritische Anlagen effizienter inspizieren. Basis für die T860 ist die bewährte Flir-T-Series-Kameraplattform. Die T860 verfügt über ein ergonomisches Gehäuse, ein leuchtstarkes LCD-Touchscreen-Display, das sich auch aus flachen Blickwinkeln einfach ablesen lässt, sowie über einen integrierten Farbsucher für Arbeiten in grellem Sonnenlicht. Die Kamera bietet eine Auflösung von 640 × 480 Pixeln und ist neben der Bildverarbeitungstechnologie Flir Advanced Vision Processing mit den Bildoptimierungstechnologien MSX und UltraMax ausgestattet. Damit liefert sie schärfere Bilder, deren Bildrauschen gegenüber den Vorgängermodellen um 50 % reduziert ist. www.flir.de Qualifizieren. Prüfen. Zertifizieren. Akkreditiertes und unabhängiges Prüf- und Zertifizierungsinstitut. EMV Umweltsimulation Funk elektrische Sicherheit weltweite Zulassungen Seminare B nähs Test eng nra! Tel: 05235 / 9500-0 Mail: office@phoenix-testlab.de JAHRE www.phoenix-testlab.de

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