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DER KONSTRUKTEUR 3/2017

DER KONSTRUKTEUR 3/2017

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK DRAHTLOS KONTAKTIEREN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Wer über die Steigerung von Maschinenverfügbarkeit nachdenkt, der kommt an dem Themakabellose Energie- und Signalübertragung letztendlich nicht vorbei. Für den drahtlosen Einsatz von Sensoren in bewegten Maschinenteilen wurde das hier vorgestellte induktive System optimiert. Hochautomatisierte Industrieprozesse sind stets auf zahlreiche Sensoren angewiesen, die die Abläufe überwachen. Das gilt auch für bewegliche oder austauschbare Maschinenteile. Allerdings erfordert dort die Anbindung von Sensoren an die Steuerung besondere Maßnahmen. Wesentlich zeitgemäßer als verschleißanfällige Schleppketten, Schleifringe oder Stecker sind drahtlose Übertragungssysteme. Das weiterentwickelte Wireless Inductive System 2 (WIS 2) übermittelt nicht nur drahtlos Daten zur Steuerung, sondern versorgt die Sensoren ebenso mit Energie. Das schlanke und perfekt auf die Anbindung von Sensoren mit Schaltausgang zugeschnittene System hat das Potenzial, zahlreiche neue Anwendungen im Maschinenbau zu erschließen. Autor: Jens Scherer, Pepperl+Fuchs GmbH, Mannheim BEWEGLICHE MASCHINENTEILE WARTUNGSFREI ANBINDEN Die drahtlose Übertragung von Informationen ist schon seit geraumer Zeit ein selbstverständlicher Bestandteil moderner Industriebetriebe. In vielen Bereichen leisten Technologien wie Mobilfunk, WLAN, Bluetooth oder NFC (Near Field Communication) einen wertvollen Beitrag, um ohne aufwändige Verkabelung und verschleißanfällige Kontaktierung eine Kommunikation zwischen verschiedenen DRAHTLOSE ENERGIE- UND SIGNALÜBERTRAGUNG FÜR SENSOREN MIT SCHALTAUSGANG Geräten und Systemen zu ermöglichen. Jedoch liefert keine dieser Technologien eine umfassende und ausgereifte Lösung zum drahtlosen Anbinden von Standardsensoren an Steuerungen bei gleichzeitiger Energieübertragung. Diese Lücke schließt schon seit et lichen Jahren das Wireless Inductive System (WIS) von Pepperl+Fuchs. Es überträgt nicht nur Informationen drahtlos zur Steuerung, sondern ist auch in der Lage, die entsprechenden Sensoren ohne Kabelverbindung mit Energie zu versorgen. ZWEITE SYSTEMVERSION MIT LEISTUNGSSCHUB Mit dem neuen WIS 2 bietet Pepperl+Fuchs jetzt ein weiterentwickeltes System mit einer deutlich verbesserten Performance an. Es 24 DER KONSTRUKTEUR 3/2017

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK www.DerKonstrukteur.de "MASCHINENBAUER ERKENNEN DIE VORTEILE DRAHTLOSER ENERGIE- UND SIGNALÜBER- TRAGUNG" Jens Scherer, Global Product Manager, Business Unit Sensors, Pepperl+Fuchs GmbH Gerade gewöhnen wir uns an den Komfort, dass unsere Smartphones beim Ablegen auf dem Schreibtisch oder im Auto induktiv ihre Energie erhalten und geladen werden, so werden wir auch in vielen industriellen Anwendungen mehr und mehr den Vorteil der drahtlosen Energie- und Signalübertragung erkennen und nutzen. Pepperl+Fuchs hat hier mit dem Wireless Inductive System (WIS) heute schon eine Lösung für viele industrielle Anwendungen. unterstützt Gesamtleistungen bis 12 W bei Übertragungsabständen zwischen 0 und 7 mm. Außerdem ist neben der 8-Kanal-Ausführung nun auch eine schlanke 2-Kanal-Variante für kleine Anwendungen mit bis zu zwei Sensoren verfügbar. Als Sensoren eignen sich alle schaltenden 3-Draht Versionen unterschiedlichster Wirkprinzipien wie z. B. Indiktiv-, Kapazitiv-, Opto-, Magnetfeldtechnologie etc. WIS 2 nutzt das altbekannte Prinzip der induktiven Kopplung: Wenn sich die zwei Übertragerköpfe in M30-Zylinderbauform in einem Abstand von wenigen Milli metern gegenüberstehen, induziert das primärseitige elektromagnetische Wechselfeld Energie auf die Sekundärseite. Die Signale der Sensoren werden über eine RF-Verbindung in umgekehrter Richtung an die Primärseite übertragen. Das induktive Wirkprinzip sorgt nicht nur für die Grundfunktionalität des Systems, sondern macht das WIS 2 auch ausgesprochen 01 Einsatzbeispiel: Drehtisch mit austauschbarem Werkstückrahmen robust. Denn Verschmutzung, Staub und Feuchtigkeit beeinträchtigen die Wirkweise nicht. Zumal die Übertragerköpfe in Schutzart IP67 ausgeführt sind, steht einem Einsatz in rauen Industrieumgebungen nichts entgegen. Die Einsatzbereiche für das WIS 2 findet man daher typisch bei Drehtischen, zur Objekterkennung an Wechselwerkzeugen und Werkstückträgern, bei Rotationswerkzeugen und Robotergreifarmen, Pressen und in vielen anderen Anwendungen, die von einem drahtlosen Sensoranschluss profitieren. MULTITOOLING: ELEKTRISCH KONTAKTLOS ZUM WERKSTÜCKRAHMEN An folgendem Anwendungsbeispiel aus der Automobilindustrie lassen sich die Möglichkeiten des WIS 2 anschaulich demonstrieren: In einer vollautomatischen Schweißzelle zum Verschweißen von Autotüren mit weiteren Elementen befindet sich in der Mitte ein Drehtisch, der auf zwei gegenüberliegenden Seiten in einem Werkstückrahmen jeweils eine Tür aufnimmt. Während der Schweißroboter auf einer Seite des Tisches die Metallteile verbindet, tauscht ein Handhabungsroboter gleichzeitig auf der anderen eine fertige Tür gegen eine zu bearbeitende aus. Danach wendet sich der Drehtisch um 180° und das Spiel beginnt von neuem. Vor dem Schweißen prüfen mehrere Sensoren am Werkstückrahmen, ob die Tür einwandfrei positioniert ist. Erst danach gibt die Steuerung die Freigabe zum Schweißen. Da der Werkstückrahmen austauschbar ist, lässt sich die Anlage zügig auf Türen anderer Fahrzeugmodelle umrüsten. War bisher beim Austauschen des Rahmens stets ein Steckverbinder zu ziehen und danach neu zu verbinden, um die Sensoren elektrisch mit der Steuerung DER KONSTRUKTEUR 3/2017 25

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