Wo bringen Dehnungssensoren den größten Nutzen?

Smarte Kraftmesser

Dehnungssensoren sind eine intelligente Alternative zu Kraftsensoren, besonders bei großen Kräften. Sie lassen sich deutlich leichter in Maschinen und Anlagen integrieren und sind vielseitig einsetzbar. Aber wo bringen die smarten Kraftmesser den größten Nutzen?

Hier einige Beispiele, bei denen mit Dehnungssensoren von Baumer Kräfte smart und präzise gemessen werden:

Der Biegeprozess kann mit Dehnungssensoren überwacht und zu Qualitätszwecken protokolliert werden.
Die Stanzkraft überwachen Dehnungssensoren, um frühzeitig eine Abnutzung der Form- und Stanzwerkzeuge zu erkennen. Beliebte Anwendungen sind Thermopressen oder Stanz- und Prägemaschinen.
In Fügeprozessen überwachen Dehnungssensoren kontinuierlich die Kraft, damit die erstellte Verbindung die hohen Anforderungen an Stabilität und Langlebigkeit erfüllt
Die Anpresskraft stellen Dehnungssensoren fest, zum Beispiel an Schweißzangen für Roboter beim Aluminiumschweißen.
Zur Werkzeugüberwachung eignen sich die aufgezeichneten Messdaten des Dehnungssensors. Hieran lassen sich Abnutzungen von Komponenten erkennen oder Maximalbelastungen auslesen.
In Haltevorrichtungen überwachen Dehnungssensoren die Kraft, mit der das Material fixiert wird. Somit kann es mit maximaler Geschwindigkeit bewegt werden, ohne dass es verrutscht oder Abdrücke darauf entstehen.
Die Lastüberwachung können Dehnungssensoren übernehmen, etwa an führerlosen Gabelstaplern. Sie zeigen an, ob sich die Ladung während der Fahrt ändert.
Durch Überwachung der Bauteilbelastung vermeiden Dehnungssensoren frühzeitige Ausfälle wegen Überbeanspruchung von Maschinenkomponenten.
Den optimalen Pressdruck können Dehnungssensoren messen. Eine Anwendung sind Wurst-Abfüllmaschinen. Mit Hilfe von Dehnungssensoren werden die Verschlussclips exakt so stark verpresst, dass sie dichthalten, aber die Wursthaut nicht verletzen.
Für die Schwingungsdämpfung, etwa bei großen Autobetonpumpen, liefern robuste Dehnungssensoren das Basissignal.
Bei der automatischen Blechdickenmessung werden mit den hochempfindlichen Dehnungssensoren Abweichungen der Blechdicke detektiert und kompensiert. Der Sensor erkennt exakt den Touch-Down-Punkt, also den Moment, wenn der Werkzeugstempel das Blech berührt und die Biegekraft ansteigt. Das stellt jederzeit die höchstmögliche Winkelgenauigkeit des Werkstückes sicher.

Vorteile Dehnungsmessung gegenüber Kraftmessung

Dehnungssensoren können bei höheren Kraftbereichen und großen Konstruktionen die bessere Wahl sein als Kraftsensoren.

Als wichtigste Vorteile haben sich im Praxisalltag die folgenden Punkte herausgestellt:

Keine aufwändige Bauteilanpassung: Bei der direkten Kraftmessung muss der Sensor dort sitzen, wo die Kraft einwirkt. Um den Sensor zu integrieren, muss das Bauteil daher aufwendig angepasst werden. Ein aufschraubbarer Dehnungssensor dagegen lässt sich deutlich einfacher integrieren und ist schneller einsatzbereit. Warum? Die Kraft wird nicht direkt im Kraftfluss gemessen, sondern aus der Oberflächendehnung des beanspruchten Maschinenteils ermittelt. Der Dehnungssensor wird einfach ohne weiteren Umbau auf der Oberfläche des entsprechenden Bauteils im Kraftnebenfluss aufgeschraubt.
Schneller einsatzbereit: Weil ein Dehnungssensor einfach an der passenden Stelle aufgeschraubt wird, ist er schneller einsatzbereit als ein Kraftsensor, der immer Konstruktionsaufwand erfordert.
Ein Sensor für unterschiedliche Bereiche: Dehnungssensoren decken aufgrund des Messprinzips mit nur einem Sensor unterschiedliche Kraftbereiche ab. Man kann – anders als bei Kraftsensoren – mit dem gleichen Dehnungssensor die Presskraft bei kleinen und großen Pressen messen, obwohl die Kräfte der verschiedenen Pressen deutlich variieren.
Geringere Kosten: Die Messwerte von Baumer Dehnungssensoren sind so genau wie die von Kraftsensoren. Zugleich können die Kosten von Dehnungssensoren je nach Größe des entsprechenden Kraftsensors deutlich geringer ausfallen. Ab Messwerten von 20kN wird der Sensorkörper des Kraftsensors größer als ein Dehnungssensor. Bei beispielsweise 400kN ist das mechanische Teil um ein mehrfaches teurer als ein Dehnungssensor. Diese sind aufgrund des geringeren Materialaufwands auch ressourcenschonender.
Langlebigkeit: Dehnungssensoren sind wie Kraftsensoren dauerfest.
Einfache Funktionstests: Bei bestehenden Maschinen oder neuen Projekten können einfach erste Funktionstests durchgeführt werden für die spätere Serienintegration.

Im Rahmen des Automatisierungstreffs in Heilbronn findet der Baumer Workshop „Smarte IO-Link Sensoren schnell und einfach parametrieren und integrieren“ statt (17.04.2024, 10:00-16:00 Uhr). Die Veranstaltung richtet sich an Konstrukteure und Maschinenbauer und bietet einen umfangreichen Einblick in die IO-Link Technologie.
Die Workshopleiter erläutern anschaulich die Vorteile und zeigen reale Beispiele aus der Praxis. Teilnehmerinnen und Teilnehmer erfahren, wie sie das ganze Potential von smarten IO-Link Sensoren ausschöpfen und so kostbare Zeit sparen.
Detaillierte Agenda: baumer.automatisierungstreff.com

Smarte Dehnungssensoren

Dehnungssensoren von Baumer liefern nicht nur präzise Messdaten, sondern sind aufgrund der IO-Link Schnittstelle flexibel einsetzbar und bieten weiteren Zusatznutzen:

Steuerungsanbindung digital direkt über IO-Link oder mit analogen Ausgängen.
Das Messsignal kann optimal auf die Messaufgabe skaliert werden.
Bestmögliche Maschinenperformance durch Zusatzfunktionen wie Maximalwertspeicher, Sample&Hold, Filter oder Signal-Komparatoren
Einfache Inbetriebnahme und Parametrierung mit der PC-basierten Software Sensor Suite
Auslesbare Zusatzdaten ermöglichen schnelle Diagnose und Zustandsüberwachungen.