German Dutch English French Italian Japanese Portuguese Russian Spanish
Logo 2014
  • Messespecial zur Motek

    Wir stellen Ihnen schon heute die Neuheiten vor, die auf der Motek im Oktober in Stuttgart zu sehen sein werden.

    Weiterlesen
  • Top Ten

    Hier finden Sie alle meistgelesenen Beiträge im Monat, im Jahr von 2010 bis heute

    Weiterlesen
  • Konfiguratoren

    Online-Produktfinder und -Tools zur Berechnung und Auslegung von Produkten für Ihre Konstruktion

    Weiterlesen
  • 1
Mittwoch, September 20, 2017
top ten
konfiguratoren
Fachgebiete Icon Special Icon Messen Icon Interview Icon Webcasts Icon
Literatur Icon News Icon Karriere Icon Veranstaltungen Icon Newsletter Icon

Micro epsilon10115Titelstory

Hannover Messe Halle 9, Stand D05

Zur Ressourcenschonung im Produktionsprozess muss der Rohstoffeinsatz so niedrig wie möglich gehalten werden. Dazu sind die strengen Vorgaben der industriellen Fertigung zu erfüllen. Neue leistungsfähige Sensoren unterstützen den Konstrukteur bei dieser Aufgabe, denn Messtechnik wird immer smarter, kleiner und integrationsfähiger. Diese Eigenschaften lassen sich für kundenspezifische Anwendungen aber nochmals individuell enpassen. Micro-Epsilon beschreibt in diesem Beitrag den aktuellen Entwicklungsstand in der Sensorik.


Klein, kleiner, ECT

Micro epsilon20115Bei den modernen berührungslosen Messverfahren für Weg, Abstand, Position und Dimension teilt man die Sensoren nach ihrem physikalischen Prinzip in zwei Gruppen auf: elektromagnetische und optische Geräte. Die elektromagnetischen Sensoren wie Wirbelstrom- oder kapazitive Sensoren erfassen den Abstand zum elektrisch leitenden Messobjekt über die Änderungen des elektrischen Felds. Wirbelstromsensoren messen den Abstand über Impedanzänderung der Sensorspule. Bei kapazitiven Sensoren dagegen bilden der Sensor und das Messobjekt Plattenelektroden eines idealen Kondensators. Die beiden Messprinzipien messen nanometergenau. Sie unterscheiden sich aber erheblich in den Anwendungsbedingungen. Während sich die Wirbelstromsensoren bestens für raue Umgebungsbedingungen wie Schmutz, Staub oder Feuchte eignen, benötigen die kapazitiven Sensoren eine saubere Umgebung. Sie werden in Elektronikfertigung, Labor und Reinraum eingesetzt.

Für die kundenspezifischen Anwendungen lassen sich Kabel, Sensorbauform und individuelle Messbereiche der Standardsensoren anpassen. Besonders gefragt dabei sind Sensoren mit integrierter Elektronik im Miniaturgehäuse oder besondere Sensorbauformen. Für die kundenspezifische Ausführung kommt für die Miniaturisierung die Embedded Coil Technology (ECT) zum Einsatz. Dieses Fertigungsverfahren erlaubt nahezu alle Freiheitsgrade für die äußere Sensorform. Bei Bedarf kann die gesamte Auswerteelektronik in den Sensor integriert werden. So wird beim Wirbelstromsensor eine flache Spule in ein anorganisches Material eingebettet. Diese Werkstofftechnik verbessert die Stabilität und Belastbarkeit der Sensoren. Das ECT-Verfahren erhöht auch ihre thermische Belastbarkeit. Die ECT-Sensoren eignen sich für die härtesten Einsatzbedingungen wie für die Halbleiterfertigung im Ultrahochvakuum.

Sie „sprechen“ Ethernet

Micro epsilon30115Im Unterschied zu den elektromagnetischen Verfahren nutzt die optische Messtechnik die Effekte der Optik. Die Vorteile dieser Techniken sind der kleine Messpunkt und ein relativ großer Grundabstand. Bei der Lasertriangulation beispielsweise wird der Abstand über eine Dreiecksbeziehung – Laserdiode im Sensor / Messobjekt / Fotoelemente im Sensor - bestimmt. Für vielfältige Anwendungsfälle gibt es Sensoren in verschiedenen Leistungsstufen. Die intelligenten Sensoren verfügen über einen integrierten Controller und führen vielfältige Auswerteaufgaben bereits am Sensor durch. Auch die Technologie ist je nach Messobjekt und -aufgabe wählbar. Punktsensoren vermessen den Abstand auf Standardobjekten, Sensoren mit einer kurzen Laserlinie werden auf metallischen Oberflächen eingesetzt. Laserscanner mit einer langen Messlinie erfassen das mehrdimensionale Profil der Objekte. Außerdem besteht ein Unterschied zwischen einer roten (Allrounder) und einer blauen Laserdiode (Einsatz bei glühenden Metallen und organischen Objekten). Die Lasersensoren finden oft in den Fertigungsanlagen mit dem höchsten Automatisierungsgrad beispielsweise in der Automobilfertigung Einsatz.

Um Ihre Integration im Prozess zu erleichtern sind die Lasersensoren mit vielfältigen Schnittstellen ausgestattet. Neben analogen stehen auch digitale Schnittstellen wie Ethernet zur Verfügung. Das Ethernet-Protokoll verfügt über eine integrierte Kollisionserkennung der Datenpakete und sichert die vollständige und fehlerfreie Datenübertragung. Das offene Protokoll erlaubt einen nahezu uneingeschränkten Kommunikationsfluss in den Netzwerken unabhängig vom Betriebssystem des Endgeräts und der eingesetzten Hardware. Der Verdrahtungsaufwand ist minimal. Der Bediener kann den Controller per IP von überall aus ansprechen, die Messdaten ortsunabhängig auswerten und die Fernwartung weltweit durchführen. Die Bedienung und Systemkonfiguration erfolgen im Standard Web-Browser, so dass eine zusätzliche Software-Installation entfällt. Mit den schnellen Datenraten von bis zu 10 GBit/s ist man auf dem neuesten Stand der Technik. Diese Faktoren dienen der einwandfreien datenmäßigen und „physischen“ Integration der ethernetfähigen Komponenten ins System. Die eingesetzten Standardkomponenten werden in Massenproduktion hergestellt, was sie besonders preisgünstig macht. Die geringen Kosten tragen zur wachsenden Verbreitung von Ethernet in der Automatisierung und im Maschinenbau bei.

Micro epsilon40115Auch andere optische Sensoren, wie die konfokal-chromatischen Messsysteme, werden nicht nur mit analogen sondern auch mit Ethernet/Ethercat (Echtzeit-Ethernet)-Schnittstelle angeboten. Beim konfokal-chromatischen Wegmessverfahren wird weißes Licht über Linsenanordnung in unterschiedlichen Entfernungen nach den einzelnen Wellenlängen fokussiert. Die Sensoren werden sowohl zur Abstandsmessung als auch zur Dickenmessung von transparenten mehrschichtigen Materialien (z. B. Flachbildschirme) eingesetzt. Die Vorteile für den Anwender sind ein winziger Messfleck und eine nanometergenauen Auflösung. Hinsichtlich Messgeschwindigkeit erreicht der derzeit schnellste Controller weltweit Messraten von 10 kHz mit einer LED-Lichtquelle bzw. 70 kHz mit einer Xenon-Lichtquelle. Somit finden die konfokalen Sensoren zum Beispiel Einsatz in der Qualitätsprüfung der Hightech-Produktionslinien von Premium-Elektronikherstellern.

Die elektromagnetischen Wirbelstrom- und kapazitive Sensoren verfügen ebenfalls über die Ethernet-Schnittstellen. 

Hochspezialisiert seit über 45 Jahren

Micro epsilon50115Micro-Epsilon stellt Sensoren und Messsysteme seit über 45 Jahren her. Aus dem anfänglichen Einzelunternehmen hat sich eine hochspezialisierte Unternehmensgruppe entwickelt. Die vernetzten Kompetenzzentren innerhalb der Gruppe bieten eine große Entwicklungs- und Fertigungstiefe mit hoher Flexibilität für maßgeschneiderte Lösungen. Diese bringen dem Anwender wirtschaftliche und technische Wettbewerbsvorteile. Die gesamte Lösung erfolgt aus einer Hand – von der Anwendungsberatung über Konzeption und Entwicklung bis hin Herstellung und Service.
Bild oben: Die Embedded Coil Technology (ECT) von Micro-Epsilon trägt zur Miniaturisierung der elektromagnetischen Sensoren bei.
Die Autoren sind Johann Salzberger, Geschäftsführer Marketing und Vertrieb und Valentina Nikiforova, Technische Redakteurin, beide Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co.KG, Ortenburg.

Videos


Funktionsprinzip und Anwendungsbeispiele von Wirbelstromsensoren


Funktionsprinzip der Laser-Triangulation


Konfokal-chromatische Sensoren

developmentscout TV – Statement          weiterer Beitrag des Herstellers         Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

Fachmessen im Überblick

Messekalender

Mo Di Mi Do Fr Sa So
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Datum : Donnerstag, 14. September 2017
15
Datum : Freitag, 15. September 2017
16
Datum : Samstag, 16. September 2017
17
Datum : Sonntag, 17. September 2017
24
Datum : Sonntag, 24. September 2017
25
26
29
30

Nächste Veranstaltungstermine

Mi Sep 20 Elektrischer Explosionsschutz Veranstalter: Pepperl+Fuchs
Mi Sep 20 @09:00 Umsetzung der Maschinenrichtlinie / CE-Konformitätsbewertungsverfahren Veranstalter: Schmersal
Mi Sep 20 @10:00 Kompakt Forum: Antriebslösungen Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Sep 21 Eigensicherheit Veranstalter: Papperl+Fuchs
Do Sep 21 Kompakt Forum: Robotik und Handhabungslösungen Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Sep 21 @09:00 Energieeffizienz im Maschinenbau Veranstalter: Schmersal