So sparen Konstrukteure Zeit und Nerven

Ein bisschen was geht immer. Von Konstruktionsidee bis Montage lässt sich in den meisten Arbeitsschritten Zeit sparen. Fünf Beispiele, wie das Ingenieure mit Sensorsystemen gelingt.

Digitaler CAD-Sensorzwilling

Um Anwendern die Arbeit so einfach wie möglich zu machen, stellt der Sensorspezialist Baumer für seine Sensoren digitale Services kostenfrei zur Verfügung. Ein Beispiel sind die 2D-Profilsensoren der OX-Serie. Diese Modelle zählen zu den kompaktesten Profilsensoren ihrer Klasse und sind besonders leistungsstark und leicht. Aber wie fügt sich der Sensor in eine Maschine ein? Wie verhalten sich Blindbereich, Empfangsbereich und Erfassungsbereich? Um diese Fragen zu beantworten, suchen Anwender noch häufig Abmessungen und Erfassungsbereich aus Datenblättern zusammen und konstruieren diese im CAD-System nach. Das geht auch anders. Baumer stellt das 3D-CAD-Modell des Sensors inklusive Erfassungsbereich etc. als digitalen Zwilling bereit. Konstrukteure können die gelieferten Daten in ihre Modelle übernehmen und mit dem Maschinendesign abgleichen. Sie sehen die Sensorabmessungen, Erfassungsbereich, Blindbereich und Empfangsbereich und können so beispielsweise die Positionierung und Parametrierung am Bildschirm ermitteln. Durch die erweiterten Informationen in den CAD-Modellen können Nutzer die technischen Daten besser und schneller verstehen. Die 3D-CAD-Daten liefert Baumer für Produkte sämtlicher Sensortypen: z.B. für optische Sensoren, Ultraschallsensoren und induktive Sensoren, Drehgeber, Prozesssensoren und Kameras.

Sensorausrichtung vordefiniert

Bei optischen Sensoren ist in der Montage die Ausrichtung der Lichtschranken bzw. Lichttaster in der Maschine wichtig. Der Sensor muss so montiert sein, dass der Lichtstrahl die Zielregion exakt trifft. Bei einer Reflexions-Lichtschranke ist das der gegenüberliegende Reflektor. Das klingt einfach, kostet in der Praxis aber Zeit, wenn viele Arbeitsschritte anfallen, bis der Lichtstrahl genau trifft. Hier ist es ein großer Vorteil, wenn der Strahlverlauf dank digitalem CAD Sensorzwilling nicht manuell konstruiert werden muss und der Sensor eine vordefinierte Ausrichtung der optischen Achse hat – wie bei Sensoren von Baumer. Der Lichtstrahl ist hier per Design exakt auf die Befestigungslöcher referenziert, so dass die einzelnen Bauteiltoleranzen aufgehoben werden. Dieses qTarget genannte Merkmal ermöglicht die Montage ohne Feinjustierung und einen unkomplizierten Sensoraustausch.

Software für IO-Link-Geräte

Zusätzlich erleichtert Baumer das Sensorengineering mit einer intuitiv bedienbaren Software. Die Baumer Sensor Suite dient dem Evaluieren, Parametrieren und Nutzen von IO-Link-Sensoren und Aktoren. Anwender sehen darin am Computer, was der Sensor sieht. Durch das visuelle Feedback kann der Ingenieur IO-Link Geräte effizient, präzise und schnell parametrieren. Ein Beispiel ist die Einstellung von SSCs (Switching Signal Channel) bei messenden Sensoren oder die Schallkeule bei Ultraschallsensoren. Das macht die BSS zu einem zentralen Werkzeug in der Applikationsentwicklung, da sie mit allen verfügbaren IO-Link Geräten über IO-Link Master – auch von Drittherstellern – kommuniziert.

IO-Link für genaues Messen

Induktivsensoren von Baumer mit integrierter Elektronik können Abstände mikrometergenau messen, etwa Kräfte und Dehnungen in Maschinen, Anlagen und Werkzeugen. Messungen mit dieser Genauigkeit erfordern eine akkurate und stabile Übertragung des Messsignals. Hierfür wird heute oft eine analoge Schnittstelle verwendet (strom- oder spannungsbasiert). Bei den Analogausgängen ergeben sich besondere Herausforderungen: Wegen der Sensitivität (wenige V/mm bzw. mA/mm) dieser Ausgänge arbeitet man oft im mV oder µA Bereich. Rauschen auf der Leitung aufgrund von elektromagnetischen Feldern oder selbst der Einfluss des Kabels können das Messsignal signifikant beeinträchtigen. Teure, geschirmte Kabel sind nötig, und die Kabellänge sollte auf ein Minimum begrenzt werden. Zusätzlich sind steuerungsseitig hochauflösende analoge Wandler gefragt, die Kosten verursachen. Die induktiven Sensoren von Baumer sind auch mit IO-Link verfügbar, was eine Reihe von Effekten verspricht:

• Anbindung an Steuerungen über IO-Link Master, was die Kosten für hochauflösende AD-Wandlerkarten spart,
• einfache Integration aufgrund der IODDs (IO Device Description),
• bis 20 Meter ohne geschirmtes Kabel,
• rauschfreie, digitale Übertragung ohne zusätzliche Wandlungen.

Über IO-Link ist der Sensor zudem einfach parametrierbar. Mit Filtereinstellungen kann so die Balance zwischen Ansprechzeit und Auflösung gefunden werden.

Multicode Reader Serie IDC

Ein weiteres Produkt, das Konstrukteuren Zeit sparen soll, ist die Multicode Reader-Serie IDC. Via USB-C können die Modelle IDC200 und IDC230 (mit Textlesefunktion) an einen Computer angeschlossen und per Webinterface in Betrieb genommen werden. Das Auto-Setup ermöglicht per Click das Lesen von mehreren, unterschiedlichen Codes. Die Code Reader sind im kompakten Gehäuse verbaut und mit Zubehör erhältlich. Sie verfügen über Ethernet- und USB-C-Schnittstellen und unterstützen die Protokolle TCP/IP, Profinet sowie DIOs. Durch das konfigurierbare Datentelegramm lässt sich die IDC-Serie in bestehende Systeme einbinden. All diese Beispiele zeigen: Zeit lässt sich in jedem Schritt sparen, von Konstruktionsidee bis zur Montage. Man muss nur wissen wie.