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Induktive Sensoren halten die automatisierte Montage unter Kontrolle : Ausgabe 14/2016, 31.08.2016

IO-Link erlaubt digitale Kommunikation

Bei der hochvolumigen Montage von Konsumgütern in automatisierten Anlagen erfassen robuste, induktive Sensoren bei jeder Prozessstufe die Präsenz und Position von Geräten oder Komponenten und stellen sicher, dass die Teile korrekt ausgerichtet und für den nächsten Vorgang bereit sind. Dazu sind diese Sensoren präzise und flexibel, zudem bietet IO die Vorteile digitaler Kommunikation, ohne spezielle Verkabelung.

Autor: Pierre-Yves Dénervaud, International Product Manager Photoelectric Sensors, Contrinex AG

Bilder: Contrinex

Konsumgüterhersteller fordern zuverlässige Automatisierung und Maschinensteuerung, um Montagefehler zu beseitigen und die Effizienz zu steigern. Zu den Aufgaben zählen:

  • Präsenzerfassung zum Auslösen des Kassettenwechselzyklus bei einem Stapelanleger
  • Positionskontrolle eines Rundschalttisches
  • Greiferkontrolle eines Pick-and-Place-Automaten
  • Präsenzüberwachung einer Förderanlage

Sensoren müssen im rauen industriellen Umfeld kontinuierlich und mit hoher Geschwindigkeit funktionieren. Die für anspruchsvolle Anwendungen entwickelten Induktivsensoren – beispielsweise die Modelle C23 Full Inox von Contrinex – bieten eine vielseitige, kostengünstige und zuverlässige Lösung.

Die Präsenz der Kassetten erfassen und den gesamten Ablauf kontrollieren

Stapelanleger liefern Grundplatten, Leiterplatten und sonstige planare Baugruppen an Montagelinien. Jeder Stapelanleger hält eine vertikale Kassette mit bis zu 50 Einzelteilen, wobei ein einziger induktiver Sensor den Stand jeder Kassette überwacht. Sobald das letzte Teil aus dem Stapelanleger entladen wird und die Kassette in ihre Endposition geht, schaltet der Sensor und löst den Kassettenwechselzyklus aus. Die bündig einbaubaren induktiven Sensoren C23 mit einteiliger Edelstahlkonstruktion sind robust und äusserst zuverlässig. Dank ihrem Schaltabstand bis 7 mm verfügen sie über ein ausreichendes Betriebsspiel, um das Risiko mechanischer Kollision zu minimieren.

Förderer bringen einen kontinuierlichen Strom von Teilen zu einem Rundschalttisch, der sie der Reihe nach an jede Montagestation transportiert. Beim Drehen des Tisches wird seine Winkelposition durch Sensoren genau erkannt, die rundherum in exakten Abständen montiert sind und ihn zum Stillstand bringen, sobald die Teile für den nächsten Vorgang korrekt positioniert sind. Dank der erstklassigen Schaltfrequenz von 180 Hz kann der induktive C23-Sensor hohe Erfassungsgeschwindigkeiten erzielen und einen maximalen Produktionsdurchsatz sichern.

An jeder Montagestation werden Komponenten durch Bestückungsautomaten der Baugruppe hinzugefügt. Spezielle Transportmechanismen – darunter Vakuumheber, elektromagnetische Klemmen und mechanische Greifer – setzen die Teile schnell und genau in die ihnen zugeordneten Positionen ein. Bündig einbaubare induktive Sensoren spielen eine Schlüsselrolle, indem sie den sicheren Verschluss kundenspezifischer Greifer bestätigen, bevor ein anfälliges und hochwertiges Teil angehoben wird.

Nach Abschluss der Endmontage werden die Fertigteile zu einem linearen Fördersystem weitergeleitet. Sie fahren zu den nachfolgenden Verarbeitungsstufen, darunter die Prüf- und Verpackungsprozesse. Die Full- Inox-Sensoren, die direkt oberhalb des Fördersystems montiert sind, erkennen jede Einheit beim Vorbeifahren. Bei dieser Prüfung wird nicht nur das Vorhandensein eines montierten Teils an der erwarteten Höhe oberhalb vom Förderband bestätigt, sondern auch der Durchsatz gemessen, indem eine Zählschaltung im Kundensteuersystem aktiviert wird.

Erfolgreiche, sichere Arbeit an nicht vollständig gestoppten Maschinen

In automatisierten Montageanlagen ist der Dauerbetrieb normal. Zuweilen sind trotzdem kleinere Anpassungen oder Werkzeugänderungen notwendig. Serviceluken, die in nicht-sicherheitskritischen Bereichen eingebaut sind, ermöglichen es dann dem Wartungstechniker, solche Aufgaben zu erledigen, ohne die Produktion anlagenweit zu unterbrechen. Dank den Sensoren, die um den Umfang einer Luke in Abständen montiert sind, werden im Fall einer nicht vollständig gesicherten Öffnung entsprechende Warnsignale verlässlich aktiviert.

Mit IO-Link und Selbsttestfunktion die Anlagenbetreiber entlasten

In einer typischen automatisierten Anlage läuft jede Montagelinie im 24-Stunden-Dauerbetrieb, wobei dank Ferndiagnose die Notwendigkeit manueller Eingriffe in fast jedem Fall entfällt. Die PNP-schaltenden induktiven Sensoren C23 kommunizieren dank IO-Link-Schnittstelle aus der Ferne mit einer anlagenweiten Steuerungsebene.

Die IO-Link-Sensoren sind auf einfache Integration ausgelegt und mit sämtlichen IO-Link Master-Versionen kompatibel. Somit lassen sich der Set-up und die Diagnosefunktionen zentral durchführen. Die induktiven Sensoren von Contrinex verfügen zusätzlich über eine abrufbare Selbsttestfunktion, welche die volle Leistung zu allen Zeiten bestätigt.

Ferneinstellung ist Standard

Für die induktive Baureihe gehört die Ferneinstellung des Ausgangsmodus abwechselnd als Schliesser oder Öffner zur Standardfunktion des IO-Link-Protokolls. Systementwickler können auch das Ausgangssignal ändern. Durch die Verzögerung des Schaltimpulses können alle Laufzeiten zwischen Sensor und Betätigungspunkt berücksichtigt werden, während die Impulsverlängerung sicherstellt, dass Slave-Geräte mit längeren Reaktionszeiten zuverlässig schalten, auch bei hohen Durchsatzraten. Schlussendlich bietet jeder Sensor eine Kontrolle des Ausgangszustands, die anhand seiner werkseitigen Konfiguration abgeleitet wird. Für stark belastete Anlagenbetreiber ist es auch wertvoll, auf diese Weise weniger Sorgen zu haben und sich vollumfänglich auf den sicheren Betrieb ihrer Anlage zu konzentrieren. 

Infoservice

Contrinex Schweiz AG
Gewerbestrasse 20, 6314 Unterägeri
Tel. 041 752 17 00, Fax 041 752 17 01
info@contrinex.ch, www.contrinex.ch 
SINDEX: Halle 2.2, Stand B05



Die flachen induktiven Ganzmetallsensoren der Baureihe C23 Full Inox kommen dort zum Einsatz, wo die Umgebungsbedingungen rau und Platz Mangelware ist


Die Sensoren in Miniaturbaugrösse sind hochpräzise und verfügen über eine IO-Link-Schnittstelle

C23 Full Inox

Hergestellt in V2A/AISI 303 Edelstahl und mit Schutzklasse IP68/IP69K sind diese voll bündig einbaubaren induktiven Miniatursensoren eine robuste Lösung für härteste Umgebungen. Ein Industrie-Standardausgang als PNP oder NPN mit entweder einem PUR-Kabel oder einem M8-Pigtail-Stecker sorgt für optimale Flexibilität. Zudem wird das standardisierte Protokoll IO-Link für die serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung von Sensoren und Aktoren ohne Aufpreis integriert. Somit bieten sie die Vorteile der digitalen Kommunikation ohne die Notwendigkeit für spezielle Verkabelung.