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Mit Ultraschall und Induktion zur digitalisierten Werkstückbearbeitung

Induktives Koppelsystem

Was passiert, wenn ein Hersteller von Spannsystemen mit einem eigenen Unternehmen die Entwicklung digitalisierter Komponenten intensiviert? Es entstehen Lösungen, die Spannprozesse digitalisieren und funktional erweitern. Die Werkstückbearbeitung wird damit immer weiter für die Automatisierung erschlossen.
 Mittels Ultraschalls erfasst das Wegmesssystem USP 4.0 die genaue Position der Hebel der selbstzentrierenden Lünette.
Mittels Ultraschalls erfasst das Wegmesssystem USP 4.0 die genaue Position der Hebel der selbstzentrierenden Lünette.Bild: SMW-Autoblok Spannsysteme GmbH

In der digitalen Fabrik ist alles eine Frage der Kommunikation. Manche Aktoren müssen nur noch zum Reden gebracht werden. Sensoren erfassen und vermitteln Informationen, mit denen Prozesse automatisiert ablaufen können. Sie sind zum wichtigen Werkzeug in der industriellen Automation geworden.

„Die Sensorik ist ein Schlüssel, um Prozesse für die Automation zu erschließen“, sagt Tobias Schneider, Business Development bei SMW-Autoblok. 2021 bündelte der Hersteller von Spannsystemen seine globalen Aktivitäten im Bereich digitalisierter Prozesse und Automation im Unternehmen SMW-Electronics. Das entwickelt unter anderem Sensorlösungen für die Werkstücküberwachung in Spannsystemen.

 Das induktive Koppelsystem C40 
Automation überträgt hier in einem Greiferwechselsystem Energie und Signale, so dass ein Sensor die Endlage oder 
Greifposition sicher überwachen kann.
Das induktive Koppelsystem C40 Automation überträgt hier in einem Greiferwechselsystem Energie und Signale, so dass ein Sensor die Endlage oder Greifposition sicher überwachen kann.Bild: SMW-Autoblok Spannsysteme GmbH

Spitze statt rechteckige Gebergeometrie

„Für eine funktionale Automation müssen Sensoren idealerweise drei Eigenschaften erfüllen“, so Schneider. „Sie müssen ein hohes Maß an Effizienz, Flexibilität und Sicherheit bieten. Erst dann ermöglichen sie eine zuverlässige Integration ins Produktionssystem.“ Um dies mit seinem Sensorikportfolio zu bedienen, erarbeitet SMW zum Teil eigene Ansätze.

So decken die Sensoren der Reihe LPS 4 größere Messbereich ab, als andere Sensoren mit vergleichbarer Größe. Das Besondere ist dabei die Gebereinheit. Ist sie bei anderen Wegmesssystemen üblicherweise rechteckig, verfügt sie beim LPS über eine spitze Geometrie. Da die rechteckige Grundform beidseitig abgewinkelt wird, vergrößert sich der Messbereich. „Wir können somit weiter in die Endlagen fahren und erzielen auf diese Weise ohne Mehraufwand eine höhere Genauigkeit in der Messung“, erklärt Schneider. Die Gebereinheiten für das LPS sind zwischen 11 und 19mm breit; je nach LPS-Variante sind damit Messbereiche von derzeit bis zu 120mm realisierbar.

Flexibilität durch absolute Positionierung

Ein hohes Maß an Flexibilität erzielen die SMW-Sensoren vor allem aufgrund ihrer Positioniereigenschaften. Neben klassischen PNP-Sensoren, die ein digitales Signal ausgeben, bietet SMW auch Sensoren mit analoger Signalausgabe an (0-10V oder 4-20mA). Dadurch sind sie in der Lage, jede Position beispielsweise innerhalb eines Spannhubs kontrolliert anzusteuern.

Wie das in der Praxis aussehen kann, zeigt die selbstzentrierende Lünette von SMW für Drehmaschinen. Konnte bei einer konventionellen Messung mittels Näherungsschalter bislang die Endlage abgefragt werden, ermöglicht das Ultraschall-Wegmesssystem USP 4.0 von SMW ein kontrolliertes Anfahren auch von Zwischenpositionen der Lünettenhebel.

Kontaktlos für hohe Sicherheit

Einen hohen Stellenwert in der SMW-Entwicklung hat die Sicherheit der Automationsprozesse. Das Unternehmen setzt ausschließlich auf berührungsfreie Messmethoden. Sie sind verschleiß- und wartungsfrei, was ungeplante Stillstandzeiten verringert und die Anlagenverfügbarkeit erhöht. Das Wegmesssystem USP 4.0 misst den Abstand zu Objekten und flüssigen Medien mittels Ultraschallwellen. Auch die Sensoren der SMW-Reihen LPS 4.0 und IPS 4.0 messen kontaktlos. Ihre Wegmessung erfolgt induktiv mittels eines elektromagnetischen Wechselfelds.

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SMW-Autoblok Spannsysteme GmbH

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