Deutscher Sensor-Applikationspreis 2007 vergeben

Signal mit hohem Nutzen

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Im Rahmen der Messe SPS/IPC/Drives im November 2007 in Nürnberg wurde der Deutsche Sensor-Applikationspreis an die Gewinner übergeben. Herausgeber dieses jährlich ausgeschriebenen renommierten Preises ist die Unternehmensgruppe Turck und der Konradin Verlag mit den Fachzeitschriften elektro Automation und KEM. Die drei prämierten Problemlösungen mit Sensoren stellen wir hier in Kurzform vor.

1. Preis: Dr. Peter Heiligen- setzer, MRK-Systeme GmbH
Applikationsbeschreibung der Anlage: Die Sensoren werden eingesetzt, um eine direkte Mensch-Roboter-Kooperation zu ermöglichen. Eine Annäherung an den Roboter führt zu einem Stopp. Dadurch ist ein Betrieb des Industrieroboters ohne trennende Schutzeinrichtungen möglich.

Problemstellung: Der Arbeitsraum von Mensch und Industrieroboter muss durch Schutzeinrichtungen getrennt werden. In vielen Fällen wäre es jedoch sinnvoll, diese strikte Trennung aufzugeben und die Stärken von Mensch (sensorische Fähigkeiten) und Roboter (hohe präzise Arbeitsleistung) zu kombinieren.
Problemlösung: Für den Kleinroboter KR 3 wurde eine Schutzummantelung in Form einer Schaumstoffabdeckung entwickelt, die im Falle einen Kontaktes die kinetische Energie abbaut. Um Kollisionen zu vermeiden, sind in die Schaumstoffpuffer kapazitive Sensoren der Firma Rechner eingearbeitet, die bei einer Annäherung an den Roboter ein Signal erzeugen, das vom Roboter ausgewertet werden kann und zu einem Stopp der Roboterbewegung führt. Durch Umrechnung der Mess-Spannung in eine Objektentfernung kann ein Grenzwert festgelegt werden, ab dem der Roboter gestoppt wird.
Telefon: 0821/7949-580; E-Mail: peter. heiligensetzer@mrk-systeme.de
2. Preis: Ludwig Wenninger, Clariant GmbH
Applikationsbeschreibung der Anlage: In einem Kurzwegverdampfer wird das Produkt unter Hochvakuum destilliert. Der konstante Produktzulauf wird mit einer drehzahlgesteuerten Zahnradpumpe und einem Massemessgerät ausgeregelt. Das Destillat und der Sumpf sollen mit Hilfe von zwei separaten Zahnradpumpen aus der Apparatur und aus dem Vakuum gefördert werden.
Problemstellung: Da das Verhältnis zwischen Destillat und Sumpf nicht bekannt ist, sich ändern kann und außerdem die Zahnradpumpen nicht trocken laufen dürfen, wurde eine Möglichkeit gesucht, um den Austrag regeln zum können, so dass die anfallenden Mengen ausgefördert, aber die Pumpen nicht durch Trockenlauf beschädigt werden.
Problemlösung: Die Produktleitungen wurden in einem senkrechten Stück etwa 1,0 m auf Nennweite DN80 erweitert. In diesen Rohrstücken wurde mit Hilfe von zwei „Vegapuls62“-Radarfüllstandsmessgeräten von Vega der Füllstand (max. 2 l) gemessen. Nun konnten die Frequenzumrichter der Zahnradpumpen so geregelt werden, dass der Füllstand in den Rohrstücken konstant bleibt. Somit ist der Austrag des Sumpfes und des Destillates sichergestellt und die Pumpen vor Trockenlauf geschützt. Die Produktzusammensetzung spielt keine Rolle, da sich der Austrag nach der anfallenden Menge ausregelt.
Telefon: 0821/479-2856;
E-Mail: ludwig.wenninger@ clariant.com
3. Preis: Michael Wolff-Oberbanscheid, Gustav Wolff Maschinenfabrik GmbH
Applikationsbeschreibung der Anlage: Die Maschine (Schmiedehammer) dient zur Warmumformung verschiedener Stähle. Zwischen dem Ober- und Unterwerkzeug (Gesenk) wird das bis etwa 1250 °C erwärmte Material durch die Fallenergie des sogenannten Hammerbären verformt. Die Umformung erfolgt in der Regel mit mehreren Schlägen, wobei zwischen den Schlägen das Schmiedeteil in die verschiedenen Gravuren des Gesenks umgelegt wird. Die benötigte Schlagenergie wird durch die Fallhohe des Hammerbären erzeugt, wobei für die verschiedenen Schmiedeschläge unterschiedliche Höhen (zwischen 0,4 und 1,8 m) benötigt werden. Die Ansteuerung der Höhen wird vom Schmiedeprogramm vorgegeben.
Problemstellung: Die Erfassung der anzusteuernden Steighöhen des Hammerbären erfolgte bisher über eine seitlich angebrachte Leiste mit bis zu sieben verstellbaren induktiven Nähere- rungsschaltern. Diese Positionserfassung ist mit verschiedenen Problemen verbunden, wie:
  • Die Endschalter befinden sich im Hantierungsbereich des Schmieds, besonders beim Verkeilen der Gesenke mittels einer Ramme werden die Endschalter durch Unachtsamkeit mechanisch zerstört
  • Aufgrund der thermischen Belastung des Gesenks werden die Endschalter teilweise durch die aufsteigende Wärme zerstört
  • Bei jedem Artikelwechsel ändert sich die Höhe des Gesenks, für eine korrekte Ansteuerung der Fallhöhen müssen alle Endschalter auf neue Positionen verstellt und das Schmiedeprogramm darauf abgestimmt werden.
Problemlösung: Durch den Einsatz des Laser-Distanz-Sensors BOD 63 M von Balluff, mit dem die Position des Hammerbären jederzeit erfasst werden kann, sind nicht nur alle Probleme beseitigt, die durch den Einsatz der induktiven Näherungsschalter entstanden sind, sondern es haben sich erhebliche Vorteile ergeben:
  • Durch die kontinuierliche Erfassung kann die aktuelle Höhe und Geschwindigkeit erfasst bzw. berechnet werden. Die Folge ist ein ungleich verbessertes Verhalten im Hinblick auf die Wiederholgenauigkeit der einzelnen Schläge; dies führt zu einer Verbesserung der Teiletoleranz im Bereich von etwa 50 %
  • Es sind keinerlei Einstellungen am Laser notwendig
  • Der Montageaufwand hat sich erheblich verringert.
Telefon: 02121/59900-20; E-Mail: mo@gustav-wolff.de
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