Positionssensoren

Technische Erklärung und Anwendungen

Ein Positionssensor dient zur Bestimmung der Position eines Objekts im Raum. In der industriellen Anwendung werden "Positionssensoren" und "Sensors" verwendet, um die präzise Position von Objekten oder Maschinenteilen zu erfassen und in Steuerungssystemen weiterzuverarbeiten. Diese Erfassung, auch "Positionserfassung" genannt, basiert auf unterschiedlichen Messprinzipien.

Positionssensoren können auf verschiedenen Messprinzipien basieren, von denen Ultraschallsensoren, Lasersensoren und Magnetfeldsensoren nur einige Beispiele sind. Bei Ultraschallsensoren wird ein Schallimpuls ausgesandt, dessen Reflexion von Objekten genutzt wird, um deren Position zu ermitteln. In der Metallbearbeitung werden häufig magnetische Sensoren eingesetzt, da sie unempfindlich gegenüber heißen Spänen oder Ölen sind. Lasersensoren hingegen arbeiten mit Lichtstrahlen und sind besonders präzise.

Funktionsweise

Der Einsatz von Positionssensoren ist vielfältig und hängt vom jeweiligen Messprinzip ab. Grundlegend ist es das Ziel der Sensoren, die Position von Objekten in industriellen Anwendungsprozessen zu erfassen und die erhaltenen Signale zur Steuerung weiterer Bewegungsabläufe zu nutzen. In der Fluidtechnik beispielsweise ist die exakte Positionserfassung von Zylindern oder anderen Bauteilen essentiell.

Ein wichtiges Feature vieler moderner Positionssensoren ist die IO-Link-Technologie. Mit IO-Link können Sensoren einfach in das übergeordnete Steuerungssystem integriert werden. Es ermöglicht eine schnelle und direkte Kommunikation zwischen dem Sensor und der Steuerung und bietet die Möglichkeit, Diagnosedaten oder Messwerte in Echtzeit auszulesen.

Anwendungsbereiche

Positionssensoren sind in einer Vielzahl von Industriezweigen und Anwendungen unverzichtbar.

Der Positionssensor im Maschinenbau

Der Maschinenbau ist ein Schlüsselsektor für die Anwendung von Positionssensoren.

Die Präzision von Positionssensoren ermöglicht es, Bauteile und Maschinenkomponenten genau zu positionieren und Bewegungen fein abzustimmen.

In komplexen Produktionslinien werden Sensoren oft mit einer Steuerung gekoppelt, um Bewegungsabläufe zu optimieren.

Besonders bei Robotikanwendungen ist es entscheidend, dass Positionssensoren präzise Messungen liefern, um sicherzustellen, dass der Roboter seine Aufgaben korrekt ausführt.

Wenn Maschinen in einem konstanten Zyklus laufen, wie etwa in der Automobilindustrie, sind Sensoren unerlässlich, um Stillstandzeiten zu verhindern und die Effizienz zu maximieren.

Holzbearbeitung

In der Holzbearbeitungsindustrie sind Positionssensoren ebenfalls unerlässlich.

Holz, ein natürliches Material, kann variieren, was genaue Positionsmessungen bei der Bearbeitung erfordert.

Ob beim Sägen, Fräsen oder Schleifen – Positionssensoren gewährleisten, dass Holzprodukte gleichbleibende Qualität aufweisen.

Die richtige Positionserfassung von Holzobjekten kann Ausschuss reduzieren und den Materialverbrauch minimieren.

So kann beispielsweise ein Sensor in einer Fräsmaschine sicherstellen, dass das Holz exakt in der gewünschten Form und Größe bearbeitet wird.

Metallbearbeitung

Die Metallbearbeitung ist ein weiteres Feld, in dem Positionssensoren eine entscheidende Rolle spielen.

Metallische Werkstücke müssen oft mit höchster Präzision bearbeitet werden, sei es beim Schneiden, Bohren oder Drehen.

Dabei ist es entscheidend, das Metall exakt zu positionieren, um Fehlschnitte oder Ungenauigkeiten zu vermeiden.

In großen Industrieanlagen, wo Tausende von Teilen pro Stunde produziert werden, können kleine Ungenauigkeiten zu großen Verlusten führen.

Daher werden Sensoren eingesetzt, um sicherzustellen, dass jedes Metallteil exakt positioniert und bearbeitet wird.

Weitere industrielle Anwendungen

Jenseits dieser Hauptanwendungsbereiche gibt es zahlreiche weitere Industrien, in denen Positionssensoren verwendet werden.

In der Fluidtechnik etwa ist die Positionserfassung von Zylindern oder Ventilen von großer Bedeutung.

Objekte, die sich in einem flüssigen oder gasförmigen Zustand befinden, können mit Positionssensoren erfasst werden, um ihren Bewegungsablauf zu steuern oder um sicherzustellen, dass sie sich an einem bestimmten Punkt in einem Prozess befinden.

In Bereichen wie der Lebensmittelverarbeitung oder der Pharma-Industrie, wo Hygiene und Präzision entscheidend sind, gewährleisten Positionssensoren, dass Produktionslinien fehlerfrei laufen.

Sensoren können auch eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass Produkte in der richtigen Reihenfolge verarbeitet werden und dass kein Schritt in einem komplexen Produktionsprozess übersehen wird.

Produktauswahl und technische Daten

Produktauswahl

Bei der Auswahl eines geeigneten Positionssensors sollte auf verschiedene technische Auswahlkriterien geachtet werden. Hierzu zählen:

• Erfassungsbereich: Der Bereich, in dem der Sensor Objekte erkennen kann.
• Auflösung: Die kleinste Änderung der Position, die der Sensor erkennen kann.
• Schutzklasse: Gibt an, wie widerstandsfähig der Sensor gegen äußere Einflüsse wie Staub oder Wasser ist.
• Schaltausgang: Art und Weise, wie der Sensor seine Messwerte an die Steuerung überträgt.

Technische Daten und Spezifikationen

Viele renommierte Hersteller wie Waycon bieten eine breite Palette von Positionssensoren an. Diese variieren in Bezug auf den Erfassungsbereich, die Auflösung oder den Schaltausgang.

Installation, Inbetriebnahme und Wartung

Montage und Inbetriebnahme der Sensoren

Die Installation eines Positionssensors erfordert Sorgfalt. Typischerweise wird der Sensor an der gewünschten Stelle montiert, elektrisch angeschlossen und dann mittels IO-Link oder einer anderen Schnittstelle konfiguriert.

Wartung

Empfohlene Wartungsverfahren hängen vom jeweiligen Sensor und dessen Einsatzumgebung ab. Typische Wartungsaufgaben können das Reinigen des Sensors oder das Überprüfen der elektrischen Anschlüsse umfassen.

Zubehör und Ersatzteile für Positionssensoren

Für Positionssensoren sind diverse Zubehörteile verfügbar, darunter spezielle Halterungen oder Dichtungen. Ersatzteile können je nach Anwendungsgebiet und Beanspruchung des Sensors nötig werden, z.B. Filter oder Ventile, um den Sensor vor Verschmutzungen oder Beschädigungen zu schützen.