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Für effizientere Produktionsprozesse

Technologie ermöglicht hohe Schaltabstände bei induktiven Faktor-1-Sensoren
Für effizientere Produktionsprozesse

Die Faktor-1-Sensoren mit uprox-Technologie von Turck gelten im Automobilrohbau als Standard. Gleich hohe Schaltabstände auf alle Metalle, Schweißfestigkeit und große Freiheitsgrade bei der Montage sind die wesentlichen Eigenschaften der ferritkernlosen induktiven Sensoren. Mit der dritten Generation der uprox-Familie konnte der Automatisierungsspezialist die ohnehin schon hohen Schaltabstände um bis zu 50 % steigern und die ersten ultrakompakten Faktor-1-Bauformen mit 4 mm Durchmesser/Glattrohr und M5 auf den Markt bringen. Diese kleinen Sensoren eröffnen vor allem Konstrukteuren im Sondermaschinenbau viele Möglichkeiten.

Sander Makkinga ist Produktmanager für Näherungssen-soren bei Turck

Als Turck 1994 den ersten Faktor-1-Sensor uprox vorstellte, waren klassische induktive Näherungsschalter schon rund 40 Jahre im Einsatz. Der Anspruch des uprox war damals wie heute, ein Sensor zu sein, der die große Vielfalt unterschiedlicher Sensortypen deutlich reduziert; ein Näherungsschalter mit dem gleichen Schaltabstand auf alle Metalle – daher die Bezeichnung Faktor 1 –, große Arbeitstemperaturbereiche und unterschiedliche Einbauszenarien.
Das Luftspulensystem war dem klassischen Ferritkern in nahezu allen Belangen überlegen. Es ermöglichte neben den Faktor-1-Eigenschaften eine so hohe Magnetfeldfestigkeit, dass der uprox selbst in der Umgebung von Elektroschweißanlagen, Induktionsöfen oder Linearantrieben störungsfrei eingesetzt werden konnte.
Printspulen statt Ferritkern
Das klassische uprox-Prinzip besteht aus einer Sendespule und zwei Empfangsspulen und gilt als Urvater aller Differenztrafo-Sensorsysteme. Die Entwickler des uprox+, den Turck im Jahr 2004 präsentierte, dachten diese Idee weiter und setzten zur Erhöhung des Nutzsignals auf zwei Pärchen aus Sende- und Empfangsspulen direkt auf der Platine. Höhere Schaltabstände und neue Bauformen und Montagefreiheiten sind die Vorteile dieser zweiten Generation.
Zehn Jahre später setzt Turck wieder einen Meilenstein in der Entwicklung induktiver Näherungsschalter und stellt mit dem uprox3 die dritte Generation vor. Obwohl die bestehenden uprox+-Sensoren hohe Schaltabstände auf alle Metalle bieten, konnten diese in der neuen Serie um bis zu 50 % gesteigert werden. Durch eine veränderte Elektronikarchitektur und modernste Chip- und Produktionstechnologien erreicht die dritte Generation der Sensoren allerdings die derzeit höchsten Schaltabstände aller induktiven Faktor-1-Sensoren auf dem Markt. Bei bündigem Einbau betragen diese bislang 3 mm in Bauform M8, 6 mm in M12 und 10 mm in M18. Die größeren Schaltabstände konnte Turck dank der konsequenten Weiterentwicklung seiner Technologie ohne Kompromisse hinsichtlich Performance und Einbaubedingungen erzielen.
Sensoren für enge Platzverhältnisse
Auch für die Industriebereiche, in denen notorischer Platzmangel herrscht, bringt Turck im Zuge dieser Neuauflage der uprox-Reihe zwei besonders interessante Bauformen auf den Markt. Die äußerst kompakten 4-mm-Glattrohr- und M5-Gewindesensoren sind nun erstmalig als Faktor-1-Sensoren verfügbar. Die smarten Sensoren haben 1 mm Schaltabstand auch bei bündigem Einbau in allen Metallen. Für die Erfassung von Kleinteilen aus Buntmetallen oder Edelstählen eignen sich diese Modelle besonders gut. Im Sondermaschinenbau wird der Mini-uprox3 etliche Applikationen vereinfachen können. Als Faktor-1-Sensor schaltet er auf Aluminium-Targets, wie sie im Leichtbau eingesetzt werden, so gut wie auf Stahl-Targets. Auch die anderen Bauformen der dritten Generation zeichnen sich neben den höheren Schaltabständen durch die kürzeren Gehäusebauformen aus. Da der Trend zur Miniaturisierung im Maschinenbau ungebrochen ist, kommt das den Konstrukteuren entgegen. Typische Applikationen für den uprox finden sich beispielsweise in der Automobilindustrie; insbesondere im Rohbau. Die universellen Sensoren eignen sich jedoch für eine Vielzahl von Applikationen.
Feldtest im Automobilbau
In Feldtests bei Automobilherstellern, die mit den bisherigen 8 mm Schaltabstand des M18-uprox+ an Grenzen stießen, zeigte sich der neue Faktor-1-Sensor als perfekte Weiterentwicklung. In der Automobilindustrie werden häufig Vakuumgreifer zur Aufnahme und Bewegung von Metallblechen eingesetzt. Saugnäpfe setzen auf den Blechen auf und werden mit Unterdruck beaufschlagt. Ein induktiver Sensor in Nähe eines der Saugnäpfe erkennt, ob der Greifer aktuell Metall greifen konnte oder nicht. Allzu nah kann der Sensor aber nicht an das zu erkennende Target montiert werden, sonst droht er beim Aufgreifen eines Blechs, beschädigt zu werden. 1 bis 2 mm Sicherheitsabstand müssen es hier schon sein. Wenn nun der Greifer mit aufgenommenem Blech beschleunigt, werden die Gummi-Saugnäpfe durch das Gewicht und die Trägheit des Blechs gedehnt. Je nach Beschleunigung und Gewicht des Blechs können sich die Saugnäpfe dabei so weit dehnen, dass der Näherungsschalter das Target nicht mehr erfasst und es zum Schaltfehler kommt. Da eine langsamere Bewegung eines Prozesses nicht in Frage kommt, löst der größere Schaltabstand des uprox3 hier ein gravierendes Problem. Da sich die Taktzeiten zukünftig weiter erhöhen werden, kann der höhere Schaltabstand des uprox3 hier entscheidend zu zuverlässigeren und effizienteren Produktionsprozessen beitragen.
Mit wenigen Sensorvarianten der uprox3-Serie sind nahezu alle Anwendungen auf sämtliche Target-Metalle komplett abgedeckt. Die geringe Typenvielfalt reduziert den Wartungsaufwand und die antivalenten Sensoren in Standard-Baulängen, die als Öffner und Schließer einsetzbar sind, verlangen zudem keine Kompromisse bei der Definition der elektrischen Ausführungen. Neben den Bauformen 4-mm-Glattrohr bringt Turck M5-, M8-, M12- und M18-Gewinde-Versionen auf den Markt, die letzten drei auch in einer PTFE-beschichteten Variante. Neben den PNP-stehen auch NPN-Varianten zur Verfügung. ge

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Hans Turck GmbH & Co. KG, Mülheim an der Ruhr
Tel. +49 208 4952-0
SPS IPC Drives: 7-351
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