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Kleine Sensoren mit großer Leistung

01 Auch wenn die Sensoren der Baureihe Miniature zu den kleinsten am Markt gehören, gehen sie bei der Funktion keine Kompromisse ein (Bild: Vetta/Getty Images)

01 Auch wenn die Sensoren der Baureihe Miniature zu den kleinsten am Markt gehören, gehen sie bei der Funktion keine Kompromisse ein (Bild: Vetta/Getty Images)

02 Die induktiven Miniature-Sensoren eignen sich ideal für Anwendungen, bei denen der Platz begrenzt ist, wie bei Werkzeug-Wechslern, der Roboter- Positionserfassung oder der Kontrolle von Mikromechaniken

02 Die induktiven Miniature-Sensoren eignen sich ideal für Anwendungen, bei denen der Platz begrenzt ist, wie bei Werkzeug-Wechslern, der Roboter- Positionserfassung oder der Kontrolle von Mikromechaniken

03 Die photoelektrischen Sensoren der Miniature-Reihe mit integrierter Auswerteelektronik gehören zu den kleinsten am Markt und erlauben eine exakte Positions- und Anwesenheitserkennung

03 Die photoelektrischen Sensoren der Miniature-Reihe mit integrierter Auswerteelektronik gehören zu den kleinsten am Markt und erlauben eine exakte Positions- und Anwesenheitserkennung

Sensoren sollen immer kleiner werden, aber trotzdem in rauen Umgebungsbedingungen zuverlässige Messergebnisse liefern, große Messabstände bieten, mit hoher Schaltfrequenz arbeiten, robust und im Idealfall auch tauglich für Industrie 4.0 sein. Induktiven oder photoelektrischen Miniatursensoren, die diese Herausforderungen meistern, eröffnen sich vielfältige Einsatzbereiche.
Ob induktiv oder photoelektrisch, mit miniaturisierten Sensoren (Bild 1) lassen sich eine Vielzahl von Messapplikationen realisieren. Wer zuverlässige Miniatursensoren bauen will, braucht Spezialwissen nicht nur zur Sensorik, sondern auch zur präzisen Fertigung. Die Sensorspezialisten von Contrinex haben dank jahrelanger Erfahrung beides. So sind sie in der Lage zum Beispiel Einweg-Lichtschranken oder Reflexions-Lichttaster mit 4-mm-Durchmesser oder M5-Metallgehäuse, Lichttaster im kubischen, 5 mm × 7 mm kleinen Edelstahlgehäuse sowie Induktivsensoren mit 3 mm Durchmesser, der Baugröße M5 und einer 5-mm-Quader-Version auf dem Markt anzubieten. Nicht nur Schweizer Präzisionsarbeit, sondern auch jede Menge Wissen rund um die eingesetzte Asic-Technologie ermöglichen große Messabstände, einfache Installation sowie lange Lebensdauer auch unter extremen Umgebungsbedingungen wie hohe Temperaturschwankungen und Vibrationen. Gemeinsam ist bei den Sensoren jedoch nur die kompakte Bauform. Ihre Einsatzbereiche sind ganz unterschiedlich.
Kontrolle metallischer Objekte
Induktive Miniatursensoren eignen sich prinzipbedingt zur Anwesenheits- und Positionskontrolle, für Zählaufgaben, zur Distanzerfassung der Endposition oder zur Qualitätskontrolle bei metallischen Objekten (Bild 2). Ein Anwendungsbeispiel sind Greifersysteme für die Produktion und Montage von Kleinteilen. Da der Einbauraum hier äußerst beengt ist, müssen die pneumatisch oder elektrisch betriebenen Kleinteilgreifersysteme kompakt gebaut werden. Um die optimale Greifleistung zu erzielen, gilt es die vordefinierte Greiferstellung exakt zu erreichen. Die Überprüfung der Position ist ein idealer Einsatzbereich für einen der kleinsten induktiven Näherungsschalter am Markt: den Minimini DW-AD-623-03-960. Der bündig einbaubare Sensor ist 3 mm dünn und 12 mm lang. Er hat einen Schaltabstand von 1 mm auf Stahl und eine Wiederholgenauigkeit von 0,02 mm. Dank Edelstahlgehäuse und Schutzart IP67 besitzt er zudem eine hohe Standfestigkeit.
Die induktiven Miniatursensoren werden in den Baugrößen C5, M4 und M5 sowie mit einem Durchmesser von 3 mm oder 4 mm angeboten. Dank der Chip-Scale Package (CSP)-Technologie sind sie besonders klein, dabei aber robust und arbeiten durch Vakuum-Verkapselung langfristig zuverlässig. Sie sind temperaturstabil von –25 °C bis 70 °C, überzeugen mit Schaltfrequenzen bis 5 000 Hz und Schaltabständen bis 3 mm. Hochwertige Asic mit IO-Link-Schnittstelle machen die Miniatursensoren zudem kommunikativ. Durch ihre geringe Masse und hohe Schaltfrequenz eignen sie sich für hochdynamische Anwendungen. Bündig einbaubare Sensoren sind als Gleichspannungsausführung in 3-Leitertechnik erhältlich, sowohl in NPN- als auch in PNP-Schaltung. Alle wichtigen Schutzfunktionen, wie Kurzschluss-, Überlast- und Induktionsschutz, sind ebenso integriert, wie Rundum-Verpolungsschutz, EMV-Schutz und Einschaltnormierung.
Saphir-Linse für feinsten Lichtstrahl
Miniaturisierte photoelektrische Sensoren (Bild 3) arbeiten hingegen zuverlässig bei Licht reflektierenden Materialien und können ihre Vorteile bei der Objekterkennung, bei der Positionskontrolle von Gegenständen auf Förderbändern und der Erfassung kleiner Objekte über große Distanzen ausspielen. Eine wesentliche Herausforderung bei der Herstellung dieser winzigen Geräte bildet die Optik. Zur Erzeugung des hochpräzisen Lichtstrahls setzt Contrinex auf eine Linse aus Saphir. Bei der automatisierten Bauteilkontrolle in der Elektronikfertigung beim In-Circuit-Test haben sich die Sensoren Opto-Subminiatur-Baureihe bewährt. Hier greifen Testnadeln einzelne Bereiche der Baugruppe ab, bestromen diese und prüfen Bauteile sowie Leitungen auf eventuelle Fehler. Damit der Test zuverlässig funktioniert, muss die Baugruppe korrekt im Prüfadapter positioniert sein. Hierbei helfen optische Miniatursensoren. Zudem kontrollieren sie die Anwesenheit von Bauteilen, die elektrisch nicht erfasst werden können, wie Stecker und Varistoren. Für solche Aufgaben ist der Reflexions-Lichttaster des Typs LTK-1040-303-506 mit lediglich 4 mm Durchmesser und 20 mm Schaltabstand prädestiniert, wobei ähnliche Lichttaster auch Reichweiten bis 50 mm erreichen können.
Generell gibt es die photoelektrischen Subminiatursensoren in kubischer und zylindrischer Bauform. Kubische Varianten sind in einem robusten Kunststoffgehäuse mit einer Grundfläche von 13 mm × 21 mm bzw. 27 mm × 7 mm verbaut. Eine eingebaute rote Pinpoint-LED erleichtert die Installation. Die Sensoren überzeugen durch Hintergrundausblendung, 3-Gang-Potenziometer und große Erfassungsbereiche. Alternativ werden Ausführungen im kratzfesten und chemikalienbeständigen Edelstahlgehäuse angeboten mit Abmessungen 5 × 7 × 40 mm3. Zylindrische Varianten haben einen Durchmesser von lediglich 4 mm oder werden im M5-Gehäuse angeboten. Im Edelstahlgehäuse sind diese Sensoren entweder mit fokussiertem Licht (Saphirglasabschluss, Reichweite 10 mm oder 20 mm) oder nicht fokussiertem Licht (Glasabschluss, Reichweite 50 mm) erhältlich. Sie sind durch Vollverguss der Elektronik besonders schock- sowie vibrationsfest und überzeugen durch eine hohe Funktionsreserve. Wer für die Objekterfassung in engsten Räumen eine zuverlässige induktive oder optische Sensorlösung sucht, wird bei diesem breiten Angebotsspektrum mit Sicherheit fündig. (no)

Pierre-Yves Dénervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG in Corminboeuf/Schweiz. info@contrinex.de

Pierre-Yves Dénervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG in Corminboeuf/Schweiz. info@contrinex.de