Neue Galaxien entdecken

Der Autor:Patrick Losch, Senior Manager Sales & Product Management, Sensing and Measurement Systems & Solutions, Panasonic, Ottobrunn

Im Mai vergangenen Jahres hatte Panasonic seine Sensoren der HG-C-Serie zum Test zur Verfügung gestellt – und Hunderte von Anwendern reagierten: In automatisierten Produktionslinien wurde der Sensor beim Unterscheiden, Erkennen und Messen auf Herz und Nieren geprüft. Die Ergebnisse hat Panasonic nun analysiert und ausgewertet und in den Produktentwicklungszyklus aufgenommen. Daraus hat sich eine Erweiterung des Produktportfolios ergeben. Laseranalogsensoren mit größeren Reichweiten von nun bis zu 400 ± 200 mm sind hinzugekommen. Auch Steckerversionen sowieein analoger Stromausgang (4 – 20 mA) sind in Vorbereitung.

Insbesondere bei komplexen und ungewöhnlichen Aufgaben hat die Technologie des Sensors gezeigt, was sie kann. Sowohl die hohe Präzision mit einer Auflösung von 10  μm, die Reaktionszeit von unter 1,5 ms, das robuste Aluminiumgehäuse, die IP67-Schutzklasse als auch der Preis konnten die Tester überzeugen.

Zudem konnte der Sensor bei schwierigen Applikationen seine Fähigkeiten unter Beweis stellen, beispielsweise bei Anwendungen zum Erkennen und Messen von mit glänzendem Antihaftspray besprühten Gummimatten der Reifenindustrie.

Glänzende metallische Beschichtungen erkennen

Aber auch Applikationen mit metallisch glänzenden Oberflächen wurden erfolgreich gemeistert. Speziell glänzende metallische Beschichtungen zu erkennen, war in der Produktion von optischen Linsen für die Astronomie bei Siemens von entscheidender Bedeutung.

Siemens liefert spezielle Linearmotoren, unter anderem für sehr große Maschinen zum Linsenschleifen für riesige Teleskope mit etwa 2,5 m Durchmesser und einem Gewicht von mehreren Tonnen. Um hier einen perfekten Brechungswinkel zu garantieren und Verformungen zu vermeiden, müssen sehr lange Abkühlzeiten von bis zu drei Jahren eingehalten werden.

Um über die gesamte Abkühldauer die richtige Position der Linse zu prüfen, wurden bisher teure kapazitive Sensoren verwendet. Dies kann nun, dank der erfolgreichen Tests auch mit dem optischen Laseranalogsensoren HG-C, kostengünstig durchgeführt werden. Tests haben auch gezeigt, dass der HG-C sich durch starke Magnetfelder in seiner Messgenauigkeit nicht beeinflussen lässt. „Der Sensor funktioniert“, lautet die Aussage von Mitarbeitern von Siemens in Erlangen.

Wir sprachen mit Jürgen Roßmann, Head of CoE Condition Monitoring & Reliability bei Siemens, der unter anderem auch Autor des Buches „Menschen, Macher und Maschinen: Berichte über außergewöhnliche Frauen und Männer, komplexe Technik, große Baustellen und andere Welten“ ist.

KEM: Herr Roßmann, beschreiben Sie doch bitte Ihre Aufgabe im Unternehmen!

Roßmann: Ich bin Leiter der Abteilung Condition Monitoring Rotating Equipment. Man kann sagen ich habe mit allem zu tun, was sich irgendwie dreht; von Kleinstmotoren bis zu Wasserkraftwerken.

KEM: Teleskope sind den meisten Menschen ein Begriff, doch was genau stellt Ihr Unternehmen in diesem Bereich her?

Roßmann: Wir stellen Linearmotoren für Horizontalschleifmaschinen für die Glasindustrie her. Diese Maschinen werdengenutzt, um beispielsweise Glaslinsen für Teleskope zu schleifen.

KEM: Welche weitere Anwendungen gibt es noch?

Roßmann: In ganz alltäglichen Bereichen, beispielsweise bei chemischen Gefäßen, bei denen es darauf ankommt, dass diese zu 100 Prozent schließen, damit keinerlei Gase oder Flüssigkeiten entweichen können – beim Laserschneiden ist eine Genauigkeit von 1/1000 mm erforderlich. Oder auch bei hochwertigen Weingläsern – hier muss der Rand leicht angeschmolzen sein, damit man sich nicht verletzt. Zudem muss der Rand spannungsfrei sein, um das Abplatzen von Glassplittern zu vermeiden.

KEM: Zurück zu den Riesenteleskopen: Wo kommen die denn zum Einsatz?

Roßmann: Weltweit – etwa in Australien, Südamerika, aber auch in Deutschland. Vermehrt beim Beobachten von Sonnen und Sternen und Galaxien, aber auch Meteoriten, die sich der Erde nähern könnten.

KEM: Welche technischen Problematiken ergeben sich speziell bei der Produktion solch riesiger optischer Linsen?

Roßmann: Der Luftspalt zum Magnetfeld von etwa 1,5 mm muss mit einer Genauigkeit von ± 10 μm gemessen werden. Die Konsequenz ist, wenn dieser nicht eingehalten wird, dass es schlimmstenfalls zu einer Berührung der Festmagnetplatten mit den Feldplatten kommt und damit zu einer totalen Zerstörung der Maschine und des Schleifgutes.

KEM: Und ein optischer Analogsensor bietet hier eine Lösung?

Roßmann: Ja, auf jeden Fall. Mit dem Sensor stellen wir sicher, dass selbst sehr kleine Schwankungen in der Mechanik aufgrund von Magnetfeldveränderungen detektiert werden.

KEM: Wie sind Sie auf das Produkt von Panasonic aufmerksam geworden?

Roßmann: Die HG-C-Tester-Kampagne erlaubte es, ohne großen bürokratischen Aufwand die Machbarkeit zu prüfen. Kein Investitionsantrag, keine Formulare für die Einkaufsabteilung – einfach technisch testen sowie auf Herz und Nieren prüfen.

KEM: Was hat Sie dazu bewogen, diesen Sensor einzusetzen?

Roßmann: Seine kleine Baugröße und die Auflösung, aber hauptsächlich die Eigenschaft, unter elektromagnetischem Einfluss stabile Messdaten liefern zu können. Aufgrund des Aluminiumgehäuses erwärmt sich der Sensor nicht im Magnetwechselfeld. Die Tests verlaufen seit über sechs Monaten stabil und erfolgreich.

KEM: Was sind die nächsten Schritte, um mit diesem Sensor die Produktion der Riesenlinsen zu optimieren?

Roßmann: Die Tests sind abgeschlossen, und alle Anlagen werden nun mit dem HG-C Sensor ausgestattet. Das verringert das Risiko, nicht konforme Produkte herzustellen. Und wir senken zudem die Kosten gegenüber kapazitiven Sensoren, da wir bei großen Maschinen bis zu zehn Sensoren benötigen.

KEM: Würden Sie optische Sensoren vonPanasonic weiterempfehlen?

Roßmann: Klar doch, auf jeden Fall. Der HG-C hat mich aufgrund seiner Funktionalität, Baugröße und vor allem wegen des sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnisses voll überzeugt. I

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