Produkt-News

Balluff AG
Wegmesssystem BMP - intelligentes Positionsmesssystem fĂĽr absolutes Linearfeedback. Hohe Prozesssicherheit dank voller Transparenz.

Mit der Digitalisierung der Produktionswelt im Zeichen von Industrie 4.0 und Smart-Factory steigt der Informationsbedarf zwischen den verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide von der Sensor-/Aktorebene direkt im Feld bis hinauf zur Unternehmensebene mit ihren ERP- oder Cloud-Systemen. Sensoren sind dabei die „Augen und Ohren“ der Automatisierungstechnik, ohne die es keine Daten fĂĽr einen solchen, die Ebenen ĂĽbergreifenden Informationsfluss gibt. Sie befinden sich direkt vor Ort in der Anlage und liefern wertvolle Informationen als Grundlage fĂĽr die Realisierung moderner Produktionsprozesse. In Echtzeit sammeln sie Statusinformationen direkt aus der Maschine, um ein virtuelles Abbild der physischen Welt zu schaffen.

Balluff - Wegmesssystem BMP
Der smarte Sensor kann jedoch weit mehr, als Messwerte für die kontinuierliche Zylinderhuberfassung wahlweise über eine analoge Strom- oder Spannungsschnittstelle ausgeben. Neben dem Messsignal stellt er über IO-Link zusätzlich wertvolle Informationen zum Sensorstatus oder zu den aktuellen Umgebungsbedingungen zur Verfügung.

Ein durchgängiger Informationsfluss ist kein Selbstzweck. Er ist ein maßgeblicher Faktor für die Effizienz von Maschinen, also die bestmögliche Ausnutzung der Leistungsfähigkeit hinsichtlich der maximalen Lebensdauer. Dies wird durch den rechtzeitigen Austausch von Komponenten erreicht - möglichst bevor es zu einem Maschinenstillstand aufgrund eines Komponentenausfalls kommt. Hierzu kann die Sensorik viel beitragen, denn intelligente Sensoren ermöglichen es, über die eigentlichen Primärdaten hinaus auch noch Servicedaten als Sekundärdaten zum eigenen Zustand oder ihrer Umgebung zu liefern. Damit lassen sich dann smarte Wartungs- oder Reparaturkonzepte leichter umsetzen, Stillstandszeiten minimieren, Produktionsausschuss vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. In Kombination mit intelligenten Steuerungen sind sogar selbstregulierende Systeme realisierbar, die sich hoch dynamisch an die jeweiligen Produktionserfordernisse anpassen (Cyber Physical Systems, CPS).

Balluff - Wegmesssystem BMP Bild 2
Sensorintegration auf kleinstem Bauraum: Wenn es darum geht, Verbundstoffe mit geringstem Aufwand miteinander zu verbinden, ist Ultraschall-SchweiĂźen meist das Mittel der Wahl

Digitalisierung beginnt beim Sensor
Mit dem neuen Wegmesssystem BMP (Bild 1) hat Balluff jetzt einen weiteren „intelligenten“ Sensor im Programm, der das Smart-Factory-Konzept unterstĂĽtzt. Der magnetische und damit berĂĽhrungslos arbeitende, verschleiĂźfreie Sensor ermittelt kontinuierlich die absolute Position eines Kolbens, ist mit nahezu allen Zylindertypen kompatibel und rasch montiert. Typische Anwendungsbereiche finden sich ĂĽberall dort, wo die exakte AusfĂĽhrung eines definierten Kolbenhubs maĂźgeblich ĂĽber die Prozess- und Produktqualität entscheidet, beispielsweise im Montage- und Handlingbereich oder in der Fabrikautomation. Die kontinuierliche Huberfassung kann hier zu einer deutlichen Erhöhung der Maschinenleistung fĂĽhren.

Der smarte Sensor kann jedoch weit mehr, als seine Messwerte wahlweise über eine analoge Strom- oder Spannungsschnittstelle sowie IO-Link auszugeben. Neben dem Messsignal stellt er über IO-Link zusätzlich wertvolle Informationen zum Sensorstatus oder zu den aktuellen Umgebungsbedingungen zur Verfügung. Er überwacht die Temperatur, die Anzahl der Startvorgänge und gibt Warnungen aus, wenn ein einstellbarer Grenzwert überschritten ist. Ein interner Betriebsstundenzähler erfasst permanent Betriebsstunden über die gesamte Lebensdauer, seit der letzten Wartung und dem letzten Einschalten. So lässt sich ein eventuell notwendiger Austausch im nächsten Serviceintervall rechtzeitig einplanen. Dabei kann aber auch schon seine eigentliche Aufgabe, also das kontinuierliche Erfassen von Kolbenpositionen, wichtige Informationen zur vorbeugenden Wartung geben. Verändert sich beispielsweise die Geschwindigkeit der Positionserfassung, kann das auf ein fehlendes Werkstück deuten oder auf Abnutzungserscheinungen bei einem Zylinderkolben. Auch in solchen Fällen lassen sich dann Servicemaßnahmen einplanen, bevor es zu einem Maschinenstillstand oder -schaden kommt.

Balluff - Wegmesssystem BMP Bild 3
Die magnetische Positionsmessung von beweglichen Objekten funktioniert auch durch (Nichteisenmetall-) Gehäusewände hindurch

Einfache Parametrierung erhöht die Flexibilität
Die integrierte IO-Link-Schnittstelle erhöht zudem die Flexibilität. Sie ermöglicht schnelle Formatwechsel, denn zeitsparende Parametrierfunktionen sorgen fĂĽr die schnelle Anpassung an unterschiedliche Hublängen. Die Zylinder in Verpackungsmaschinen, Greifern oder Schneidvorrichtungen beispielsweise lassen sich so schnell an unterschiedliche Formate der WerkstĂĽcke anpassen. Das „smarte“ Wegmesssystem schafft damit eine wichtige Grundlage fĂĽr leistungsfähige Industrie 4.0 Konzepte.

Der magnetische Positionssensor wird in acht verschiedenen Längen angeboten und deckt in 32-mm-Schritten Messbereiche von 32 bis 256 mm ab, wobei sich der Messbereich per Teach-in direkt am Sensor oder per IO-Link-Schnittstelle individuell konfigurieren lässt (Bild 3). Letzteres ist dann besonders praktisch, wenn Messungen an schwer zugänglichen Stellen notwendig sind. Die Sensoren arbeiten mit einer Linearitätsabweichung von maximal +/- 250 µm und einer Wiederholgenauigkeit von +/- 100 µm. Hinzu kommen niedrige Temperaturdrift und gute elektromagnetische Verträglichkeit. Die zulässigen Umgebungsbedingungen liegen zwischen -25 °C und +85 °C. Die Anforderungen der Schutzart IP67 sind erfüllt, d.h. auch unter rauen Einsatzbedingungen ist ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet.

Balluff - Wegmesssystem BMP Bild 4
Dennis Braun, Produktmanager induktive und magnetische Positionsmessung

Höhere Prozessqualität
Typische Anwendungsbeispiele fĂĽr die Magnetfeld-Positionsmesssysteme finden sich bei FĂĽgeprozessen.  Wenn es darum geht, Verbundstoffe mit geringstem Aufwand miteinander zu verbinden, ist Ultraschall-SchweiĂźen meist das Mittel der Wahl, z.B. bei der Produktion komplexer Bauteile wie Armaturenbrettern, Instrumententafeln oder StoĂźfängern und Scheinwerfern in der Automobilindustrie. Um die Sonotrode fĂĽr den FĂĽgevorgang exakt zu platzieren, bietet sich der Positionssensor BMP an. Direkt am Pneumatikzylinder der Vorschubeinheit montiert, ĂĽberwacht er dessen axiale Bewegung und prĂĽft so kontinuierlich den Kolbenhub. Auf diese Weise wird die Sonotrode bei jeder Bewegung mit einer Genauigkeit von 100 µm immer exakt zugefĂĽhrt. Durch die absolute Messung ist jederzeit bekannt, wo der Kolben steht. Dies sorgt fĂĽr Produkte in hoher, reproduzierbarer GĂĽte und stabilisiert den Prozess. Ă„hnliches gilt fĂĽr viele andere Anwendungsbereiche, denn ĂĽberall können die Magnetfeld-Positionsmesssysteme bei Montage- und Handling-Aufgaben die Prozessqualität erhöhen, z.B. bei Greifern von Linear- oder Portalrobotern, bei der Ăśberwachung von Spannzylindern an Werkzeugwechslern in der Metallbearbeitung, bei Kraft-Hub-Ăśberwachungen, beim Schrauben, Nieten, Pressen sowie Klemmen oder bei der Objekterkennung.


Firmenprofil
1921 in Neuhausen a.d.F. gegründet steht das Familienunternehmen Balluff mit seinen 3.200 Mitarbeitern weltweit für innovative Technik, Qualität und maximale Kundenorientierung. Als führender Anbieter für die industrielle Automation bietet das Familienunternehmen ein Full-Range-Sortiment an hochwertigen Sensoren, system- und kundenspezifischen Lösungen an.

Neben dem zentralen Firmensitz in Neuhausen auf den Fildern verfügt Balluff rund um den Globus über Produktions- und Entwicklungsstandorte sowie 61 internationale Niederlassungen und Repräsentanzen. Seit mehr als 20 Jahren ist die Schweizer Niederlassung direkt vor Ort und garantiert den Kunden eine schnelle weltweite Verfügbarkeit der Produkte und ein
e hohe Beratungs- und Servicequalität.


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sowie ein umfangreiches Programm hochwertiger Netzwerk- und Verbindungstechnik fĂĽr eine leistungsstarke industrielle Kommunikation.

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