Miniatur-Optosensoren im 4 bis 5mm-Gehäuse

Wenn es eng wird

Contrinex hat seine Miniatursensor-Baureihe an optischen Sensoren verbessert und erschließt damit viele neue Einsatzfälle, die bislang nur aufwendig per LWL oder mit Hilfskonstruktionen zu lösen waren.


Die optischen Miniatursensoren bieten vorkalibrierte Erfassungsbereiche von 12, 24, 60 oder 120mm in der Lichttasterausführung.
Bild: Contrinex AG

Die Winzlinge unterscheiden sich nur noch in der Baugröße von ihren größeren Geschwistern und nicht in der Performance. Alle Modelle haben nun eine fokussierende Optik aus PBT/PMMA und erreichen so eine höhere Auflösung. Eine integrierte Datenauswertung sowie eine IO-Linkanbindung für Datenübertragung und Fernkonfiguration ergänzen die überarbeiteten Sensoren. Einbau, Einrichten und Inbetriebnahme sind damit deutlich einfacher als vorher. Die Sensoren werden in Serienfertigung produziert und sind damit auch wirtschaftlich eine Alternative zu bisherigen LWL-Sensoren mit ihrer aufwendigen Technik.

Kein Platz für Sensoren?

Gerade kleine Geräte wie Minigreifer, komplex aufgebaute Anlagen oder Roboterarme fordern engste Schalttoleranzen und bieten kaum Platz für Sensorik. Sensoren mit nur 4mm Durchmesser können auch in kleinste Greifer integriert werden und passen in enge Lücken. Die bisherige Alternative mit Lichtwellenleitern ist damit bis auf wenige Ausnahmen obsolet. Zudem ist alles in einem Gehäuse zusammengefasst; die aufwendige Auswahl von Laseroptik, anwendungsspezifischem LWL und passender Optik sowie einem separaten Auswertemodul ist nicht mehr notwendig. Im Gegensatz zu LWL wird nur ein äußerst flexibler, elektrischer Anschluss verlegt, der auch engste Biegeradien zulässt. Wie bewähren sich Miniatursensoren aber in der Praxis? Ein häufiges Problem ist die optimale Positionierung des Sensors. Eine vorgegebene Funktion muss überprüft werden, der Sensor selbst darf dabei jedoch nicht die Funktion beeinträchtigen. Oft sind dabei nachträglich Modifikationen an der bestehenden Anlage erforderlich, um den Sensor unterzubringen. Naturgemäß bieten hier die kleinen Sensoren deutliche Vorteile.

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Zahlreiche Anwendungsbeispiele

In einer Anwendung galt es beispielsweise, semitransparente Plastik-Verpackungen mit Standardsensoren zu erkennen. Dafür musste ursprünglich ein konstruktiv vorgesehener Schlitz von rund 5mm Breite mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand stellenweise auf etwa 12mm erweitert werden. Mit dem Einsatz eines optischen Mikrosensors in 4mm Ausführung ist ein solcher Anpassungsaufwand nicht mehr notwendig, der Winzling kann problemlos durch die schon vorhandene Öffnung schauen. In einer anderen Anlage für den Transport von Elektronikbauteilen wurden die optischen Mikrosensoren dagegen in jedes einzelne Greifelement integriert und erkennen zuverlässig die Anwesenheit und richtige Position der eingelegten Teile. Bei einem Transportsystem für die klinische Laborautomation müssen die Sensoren von unten die ordnungsgemäße Funktion, d.h. die jeweilige Position von Trägerplattformen überwachen, ähnlich einer Standortanzeige für Waggons im Güterbahnhof. Die geringen Sensorabmessungen erlauben es, die Förderstrecke der Funktion anzupassen, ohne Rücksicht auf den möglichen Sensoreinbau. In einem weiteren Anwendungsbeispiel aus dem Montagebereich müssen kleine Plastikteile in einer automatischen Transportvorrichtung erkannt werden. Es muss in jedem Zyklus sichergestellt sein, dass alle Aufnahmetaschen des Halters am Ende leer sind, um Störungen in der Produktion zu vermeiden. Die nur wenige Millimeter großen Teile werden optisch erkannt und gegebenenfalls entfernt. Die Herausforderung hier: wenig Platz für Sensoren durch viele kleine Halter auf engem Raum und eine möglichst einfache Bündelung der Anschlussleitungen auf dem beweglichen Grundträger. Hier bieten die optischen Minisensoren den Vorteil, auf engstem Raum kleine Areale sicher zu erfassen.

Klein, aber leistungsfähig

Die optischen Sensoren bieten trotz eines Außendurchmessers von nur 4mm bzw. M5-Gewinde große, vorkalibrierte Erfassungsbereiche von 12, 24, 60 oder 120mm in der Lichttasterausführung. Als Einweglichtschranke werden sogar bis zu 600mm erreicht. Das robuste Edelstahlgehäuse bietet die Schutzart IP67. Da die Sensoren mit sichtbarem Rotlicht arbeiten, ist die Einrichtung gegenüber dem früheren Infrarotlicht einfach. Die Schaltfrequenz wurde nochmals erhöht und kann jetzt von 500 bis 2.500Hz eingestellt werden. Das erlaubt der Auswerteelektronik z.B. auch feine Drähte bei hohem Durchsatz sicher zu erkennen. Je nach Sensorausführung liegt der Fokus des Lichtpunktes z.B. bei nur 5mm Durchmesser im Abstand von 10mm, ideal um auch kleine Teile zu detektieren. Alle Miniatursensoren sind mit umweltfreundlichen PUR-Kabel versehen, können mit unterschiedlichen Anschlüssen konfektioniert werden und arbeiten im Bereich von -25 bis +65°C. Auch induktive Sensoren gibt es inzwischen als Mikrosensor mit Durchmessern von 3 und 4mm bei Gehäuselängen bis 12mm. Diese sogenannten MiniMini-Typen (DW-AD-623-03-960) mit einem Schaltabstand von 1mm bieten besonders hohe Wiederholgenauigkeit und Präzision auf kleinstem Raum. Anspruchsvolle Werkzeugmaschinen sind dabei das Haupteinsatzgebiet. Auch bei kleinen Greifern, zur Anwesenheitskontrolle von metallischen Kleinteilen, zum Zählen, der Positionsbestimmung oder in der Qualitätskontrolle finden die MiniMini-Sensoren aufgrund ihrer Baugröße fast immer an der richtigen Stelle noch einen Platz.

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