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Mikrowellensensor Längenunabhängige Wegmessung für Fluid-Aktoren

Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

Mit dem Mikrowellensensor im Pneumatikzylinder eröffnet Festo ganz neue Anwendungsmöglichkeiten in rauen Umgebungen. Dieses Sensorsystem ist, laut Herstelleraussage, die weltweit erste längenunabhängige Wegmessung für pneumatische oder auch hydraulische Linearantriebe. Auch wichtige Features wie Diagnose, Prozessüberwachung und Plug & Work sind mit dem Mikrowellensensor möglich.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Bisher erfolgt die Positionsrückmeldung pneumatischer Antriebe über am Zylinderrohr oder extern montierte Annäherungsschalter, die durch den Mehraufwand bei Montage und Installation hohe Kosten verursachen. Bei Wegmessungen waren zudem lediglich beschränkte Baulängen bei Zylindern möglich, da Wegmesssysteme nur in diskreten Längen verfügbar waren.

Die optimale Lösung bietet der Mikrowellensensor: „Interessant ist die stirnseitige Integration des Sensors in einen pneumatischen Linearantrieb, wo er kontinuierlich Kolbenposition und Geschwindigkeit im gesamten Hubbereich des Zylinders misst“, erläutert Armin Seitz, Leiter der Business Unit Sensors bei Festo.

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Die ständige Zustands-, Weg- und Geschwindigkeitsüberwachung erlaubt eine bessere Kontrolle der Bewegungsabläufe und damit genauere Diagnose und vorbeugende Wartung. Maschinenstillstände gehen zurück – auch weil der Sensor durch die Integration im Zylinder optimal geschützt ist und nicht verschmutzt oder verschleißt.

Nahezu alle bekannten Wegmesslösungen in der Pneumatik wie Potentiometer oder magnetostriktive Sensoren lassen sich durch den Mikrowellensensor ersetzen. Durch die hohe Auflösung des Sensors kann der Arbeitshub zudem mit Messaufgaben verbunden werden. So kann man zum Beispiel die Lagerichtigkeit des zu bearbeitenden Produkts überwachen oder die Dimension von Teilen bestimmen. Teure Spezialsensoren werden damit überflüssig.

Kosten senken – Wettbewerbsfähigkeit erhöhen

Im Vergleich mit konventionellen Wegmesssystemen steht der Mikrowellensensor gut da: Kürzere Inbetriebnahmezeiten, die Einsparung von Installationsmaterial und konstruktive Freiheitsgrade verringern die Kosten in der Anwendung drastisch. Die Positionserfassung über den gesamten Hub ermöglicht verkürzte Zykluszeiten, da die Wartezeiten bis zum Erreichen der Kollisionsfreiheit deutlich kleiner werden. Zudem entfällt die mechanische Justage und damit auch die Anforderung nach Zugänglichkeit der Sensoren von außen.

Mikrowellen im Einsatz

Einer der Hauptnutznießer der neuen Mikrowellentechnik ist die Automobilindustrie. Beim Schweißen im Karosserie-Rohbau entstehen starke elektromagnetische Felder, die herkömmliche Sensoren außer Gefecht setzen. Deshalb waren hier bisher teure Spezialsensoren und aufwendige Schutzmaßnahmen gegen Schweißspritzer und mechanische Zerstörung notwendig.

Der Mikrowellensensor bietet für solche Anwendungen wichtige Vorteile. Er

1. ist immun gegen Magnetfelder

2. ist robust gegen Aufbacken von Schweißspritzern

3. reduziert Konstruktions- und Installationszeiten

4. ermöglicht beliebige Zylinderlängen.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für den Mikrowellensensor ist die Aluminiumschmelze. Hier werden Pneumatikzylinder als Krustenbrecher eingesetzt. Die Sensoren am Zylinder sind dabei extrem hohen Temperaturen und starken Magnetfeldern ausgesetzt.

Dank seiner Immunität gegen Magnetfelder kann der Mikrowellensensor auch hier problemlos die Wegmessung übernehmen. Zudem ist keine Modifikation der Kolbenstange erforderlich. Zum Schutz vor hohen Temperaturen ist der Sensor in die hintere Endlage des Zylinders integriert.

Festo

Tel. +49(0)711 347 0

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