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11-2013

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Sensoren

Sensoren Photoelektrische Sensoren: Die Kleinsten ihrer Art Neben Federkontaktstiften und Steckern überprüfen drei Lichttaster (oben links im Bild) die Anwesenheit der Bauteile einer Leiterplatte (Bild Prüftechnik Schneider & Koch). Das große Contrinex-Lichttaster-Angebot umfasst photoelektrische Sensoren in zylindrischer oder kubischer Bauform sowie Geräte mit Analogausgang. Die photoelektrischen Subminiatursensoren der Baugröße ø 4 mm und M5 von Contrinex sind laut eigenen Angaben die kleinsten Schalter dieser Art, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind. In kundenspezifisch abgewandelten Prüfadaptern für den In-Circuit-Test von elektronischen Baugruppen kontrollieren sie die Anwesenheit von Bauteilen wie Stecker oder Varistoren, die elektrisch nicht erfasst werden können. Der In-Circuit-Test In der Elektronikfertigung dient der In-Circuit-Test (ICT) zur Überprüfung der Bauelementparameter einer bestückten Baugruppe oder zur Prüfung der elektrischen Verbindungen einer Leiterplatte. Die Kontrolle von Fehlern in Leiterbahnführungen wie beispielsweise Kurzschlüsse oder Unterbrechungen sowie Löt- oder Bauteilfehler erfolgt in einem speziellen Prüfadapter, in den die zu prüfende Baugruppe oder Leiterplatte eingelegt wird. Ein solcher Nadelbettadapter kontaktiert die Prüflinge, indem er über Federkontaktstifte oder Stecker eine elektrische Verbindung herstellt. Dabei sind die präzise Kontaktierung zwischen Prüftechnik und Prüfling sowie die Langlebigkeit des Steckadapters von entscheidender Bedeutung. Ein Hersteller dieser Adapter ist die Prüftechnik Schneider & Koch Ingenieurgesellschaft mbH (S&K). Das Unternehmen ist führend in den Bereichen Automatische Optische Inspektion (AOI) sowie Automatische Test- Einrichtungen (ATE) – hierzu zählen In-Circuit- und Funktionstests ebenso wie Komponenten dieser Systeme. Zusätzlich bietet S&K produzierenden Unternehmen aller Branchen umfangreiche Systeme und Dienstleistungen rund um die Prüftechnik an. Optische Erfassung von Bauteilen Für die Leiterplattenfertigung eines großen deutschen Pumpenherstellers entwickelte S&K besondere Prüfadapter, die neben Federkontaktstiften und Steckern auch über photoelektrische Sensoren verfügen. Diese Schalter sitzen in optischer Reichweite zu den zu prüfenden Elementen und registrieren, ob eine Baugruppe in die Prüfvorrichtung eingelegt wurde oder nicht. Zudem kontrollieren sie die Anwesenheit von Bauteilen wie Stecker oder Varistoren, die elektrisch nicht erfasst werden können. Die Vorgabe des Kunden für diese Anwendung lautete: Schalten ohne Berührung und hohe Zuverlässigkeit. Pro Adapter – insgesamt umfasste der Auftrag zehn Prüfeinrichtungen – wurden drei photoelektrische Sensoren verbaut. Zu den entscheidenden Auswahlkriterien zählten neben der Zuverlässigkeit auch der Schaltabstand und die Sensorgröße sowie nicht zuletzt der Preis. In den Prüfadaptern ist nicht viel Platz, daher mussten Lichttaster mit einem Durchmesser

Sensoren Der zylindrische Subminiatur-Lichttaster der Baureihe LTK-1040 hat einen Durchmesser von nur 4 mm und einen Schaltabstand von 20 mm Im Gegensatz zu anderen Anbietern konnte der Sensorikspezialist mit seinen zylindrischen Subminiatur-Lichttastern der Baureihe LTK-1040 genau die passenden Sensoren zu einem fairen Preis liefern. Diese Schalter sind deutlich robuster als in der Anwendung von S&K benötigt. Dank ihres Metallgehäuses und der vergossenen Elektronik sind sie schock- und vibrationsresistent. Ein Abschluss aus kratzfestem und chemikalienbeständigen Saphirglas und eine Funktionsreserve empfehlen die kleinen Sensoren damit vor allem für die generelle Automation in der Druck- und Verpackungsindustrie sowie im allgemeinen Werkzeugmaschinenbau und für elektronische Baugruppen oder mechanische Handlingsysteme – auch bei rauen Umgebungsbedingungen. Eine Vorausfallmeldung signalisiert Verschmutzung durch eine blinkende LED bei einer Reduktion der Funktionsreserve und vermeidet auf diese Weise verschmutzungsbedingte Stillstandszeiten. Funktionsweise Bei den Reflexlichttastern befinden sich Sender und Empfänger in einem Gehäuse. Die Sendediode (LED) des Sensors emittiert einen Strahl aus gepulstem Licht. Er trifft auf das zu erkennende Objekt. Dadurch wird der Strahl einerseits unterbrochen und andererseits diffus reflektiert. Ein Teil dieser Reflexionen gelangen zurück zum Empfänger. Je nach Gerätefunktion wird entweder die Unterbrechung des Strahls oder das vom Empfänger empfangene reflektierte Licht genutzt und ausgewertet. In den Prüfadaptern von S&K schaltet der Sensor aufgrund der Reflektion. Entscheidend ist die Empfangsenergie. Dabei hängt die erzielbare Reichweite des Sensors von Größe, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des Objekts ab. Sie kann mit dem eingebauten Potentiometer innerhalb weiter Grenzen verändert werden. Der von S&K gewählte Sensortyp LTK-1040-303- 506 besitzt bei einem Durchmesser von nur 4 mm einen Schaltabstand von 20 mm. Er ist mit einem Kabel versehen, wäre aber auch in der Version mit Stecker erhältlich. Breites Standardangebot und Sonderausführungen Aufgrund ihrer geringen Größe sind die Subminiatursensoren ideal geeignet für Anwendungen mit begrenzten Platzverhältnissen. Bei den Geräten der Baugrößen Ø 4 mm und M5 handelt es sich um die heute kleinsten Geräte ihrer Art. Sie sind mit einem zylindrischen Lichtstrahl und einem gut definierten Erfassungsbereich erhältlich. Speziell für Applikationen in sehr schwer zugänglichen Bereichen bietet Contrinex zusätzlich Lichtleiterverstärker an. Mit Biegeradien von 2 mm gestatten sie eine genaue und zuverlässige Objekterfassung auch unter diesen erschwerten Bedingungen. Die Lichttaster erfassen ihr Ziel geschwindigkeitsunabhängig und akkurat in einer Reaktionszeit von 2,5 ms. Ein sichtbares Rotlicht erleichtert die Einstellung. Neben den photoelektrischen Subminiatursensoren umfasst das Contrinex- Lichttaster-Sortiment drei weitere grundsätzliche Schaltergrößen in zylindrischer oder kubischer Bauform sowie Geräte mit Analogausgang. Insgesamt zählen folgende Größen zum Angebot: • Subminiatur (kubisch: 5 x 7 mm; zylindrisch: ø 4 mm und M5) • Miniatur (kubisch: 30 x 30 mm; zylindrisch: M12) • Klein (kubisch 40 x 40 mm; 40 x 50 mm; zylindrisch: M18) • Kompakt (kubisch: 50 x 50 mm und größer) Zusätzlich zu den Standardtypen ist eine Anzahl von Sonderausführungen lieferbar, insbesondere andere Kabellängen, Kabeltypen (z.B. mit ölbeständiger, hochflexibler PUR-Isolation) und Gehäusematerialien (z.B. Edelstahl). LTK-1040-303-506 – die wichtigsten Eigenschaften auf einen Blick • Schaltabstand 20 mm • Sehr kleine Baugröße: ø 4 mm glatt, Gehäuselänge 35 mm bzw. 45 mm, Linse 1,8 mm • Zylindrischer Lichtstrahl ø < 4 mm • Versenkt einbaubar • Vollständige Geräte, kein Auswertegerät erforderlich • Spannungsbereich 10...30 VDC, Ausgangsstrom 10 0 mA , kurzschlussgeschützt • Optikteil aus Saphir, daher problemlose Reinigung • Vollständig unter Vakuum vergossen, Schutzart IP67 • Schaltung PNP mit Kabel Einsatzgebiete • Besonders geeignet für raue Industrieumgebungen und beengte Platzverhältnisse • Halbleiterindustrie • Leiterplattenherstellung • Elektronikindustrie • Greifarme an Handlingautomaten • Solarmodulfertigung • Vendingmaschinen • Contrinex Sensor GmbH www.contrinex.com Mikro-Laserlichtschranke DKM60R - Eine neue Dimension für Lasersensoren Der auffälligste Unterschied zu handelsüblichen Lasern ist seine Baugröße. Mit einem zylindrischen Gehäuse M6 gibt es auch unter engsten Platzbedingungen kaum eine Einschränkung für die Installation. Über das hochflexible Kabel aus der STM MICROmote-Familie ist der Sensor mit der separaten Verstärkerelektronik verbunden. So bleibt bei minimaler Baugröße des Lasers, gleichzeitig komfortable Bedienung und beste Ablesbarkeit an der Elektronik möglich. Noch viel wichtiger ist aber eine ungewöhnliche Eigenschaft, die erst in der praktischen Anwendung sichtbar wird: Die Mikrooptik des Senders ist so abgestimmt, dass ein kreisrunder Laserstrahl mit einem Durchmesser von 0,6 mm und einer Restdivergenz von lediglich 2 mrad erzeugt wird. Im Gegensatz zu praktisch allen Konkurrenzprodukten hat dieser Sensor deshalb keinen ausgeprägten Fokusbereich. So wird die gleiche Auflösung an jeder beliebigen Stelle zwischen Sender und Empfänger erreicht. Trotz einer Reichweite größer als 4 m bleibt die Ausgangsleistung unter 1 mW. Er ist damit als Klasse 1 Laserprodukt eingestuft. Gleichgültig ob bei der Kleinteile-Erkennung über größere Abstände, der Überwachung von Flüssigkeitspegeln in Kapillaren oder für eine zuverlässige Erfassung transparenter Körper mit kleinen Dimensionen und wechselnder Kontur - hier verbinden sich Einfachheit der Installtion und Einrichtung sowie Präzision in der Detektion. • STM Sensor Technologie München GmbH info@stmsensors.de www.stmsensors.de PC & Industrie 11/2013 33

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