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7-2014

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PC & Industrie 7/2014

Sensoren Neue induktive

Sensoren Neue induktive Absolut-Drehgeber mit Hohlwelle Die neue Generation induktiver Absolut-Drehgeber der Baureihe ECI/EBI 100 von Heidenhain bietet erweiterte Einsatzmöglichkeiten. Bevorzugtes Einsatzgebiet sind anspruchsvolle Applikationen wie z.B. Hohlwellen- und Torquemotoren sowie beengte Einbauverhältnisse moderner Maschinenkonzepte. Für diese Anwendungen bringt der ECI 119, neben einer Singleturn-Auflösung von 19 Bit (524 288 Positionen/Umdrehung), eine äußerst kompakte Bauform und erhebliche Funktionsreserven gegenüber Verschmutzung und mechanischen Belastungseinflüssen mit. Batteriegepufferter Umdrehungszähler Besonderes Highlight der erweiterten Baureihe ist der EBI 135. Sein batteriegepufferter Umdrehungszähler (16 Bit) ermöglicht eine Gesamtauflösung von 35 Bit im Vergleich zu den 19 Bit des Singleturn-Gerätes ECI 119. Die induktive Abtastung macht ihn zu einem besonders robusten Messgerät. Bei normalen Einsatzbedingungen und entsprechender Auslegung der externen Batterieversorgung ist eine Batterie-Lebensdauer von ca. 10 Jahren erreichbar. Außerdem kann optional ein externer Temperatursensor angeschlossen und ausgewertet werden. Der Temperaturwert wird über das EnDat 2.2-Protokoll übertragen. Die induktiven Absolut-Drehgeber der Baureihe ECI/EBI 100 sind nun mit den Hohlwellendurchmessern 30 mm, 38 mm oder 50 mm lieferbar. Die Hohlwelle ermöglicht auch die Durchführung von elektrischen Kabeln, Wellen oder Versorgungsleitungen. Damit kann - je nach Maschinenauslegung - der konstruktive Aufwand deutlich verringert werden. Mit der neu realisierten Flanschaussparung lässt sich die elektrische Anschlusstechnik optimieren. Sie erlaubt, vor allem bei beengten Einbauverhältnissen, den elektrischen Anschluss innerhalb der Geberkontur. Ein weiterer Vorteil der Drehgeber ist der kugellagerlose Aufbau. Er verhindert zusätzliche Reibmomente und die mechanische Eigenerwärmung. Zugleich können kugellagerschädigende Wellenströme, wie sie möglicherweise beim Einsatz an elektrischen Motoren auftreten, nicht zur Wirkung kommen. Außerdem sind die Drehgeber für einen hohen Arbeitstemperaturbereich bis +115 °C geeignet und erlauben somit eine effiziente Motorauslegung. Ein erweiterter Versorgungsspannungsbereich vereinfacht die Auslegung der Folgeelektronik und der zulässigen Anschlusskabellängen. • Dr. Johannes Heidenhain GmbH www.heidenhain.de PNP Elektronik Die erneuerte PNP Elektronik für Rotonivo 3000 und Rotonivo 4000 ist eine 3-Leiter Elektronik mit einem kontaktlosen Ausgangssignal, open collector, PNP. Der maximale Ausgangsstrom beträgt 0,4 A. Diese Elektronik kann an jede gängige SPS mit 24 VDC Versorgung und PNP Eingangskarte angeschlossen werden. Die Signalzustandserfassung erfolgt über Hallsensoren. Über zwei Potentiometer können die beiden Signalzustände 1 und 0 zeitverzögert werden. Außerdem kann über einen Jumper zwischen FSH und FSL umgeschaltet werden. Zum Schutz vor Temperaturen von weniger als -20 °C wurde in der Elektronik eine exklusive Heizfunktion integriert. • UWT GmbH info@uwt.de www.uwt.de Hydrogen-Sensor Modul (Automotive und Industrieversion) Serienfertige Module zum Einsatz in H 2 /Wasserstoff-Kraftfahrzeugen oder Wasserstoff-Energieerzeugungsanlagen. Der Einsatz der H 2 -Sensor-Module „Automotive Version“ ist bereits bei drei der führenden Kraftfahrzeugherstellern Asiens bestätigt. Der Einsatz der H 2 -Sensor- Module „Industrie-Version“ erfolgt bereits in den Brennstoffzellenheizgeräten deutscher- und europäischer Hersteller, welche das Brennstoffzellenmodul von Panasonic verwenden. • Novatronic Deutschland GmbH www.novatronic.de 30 PC & Industrie 7/2014

Bildverarbeitung Oberflächen optimal vermessen Bildverarbeitungs- Messgeräte mit Weißlichtinterferometer Das Bildverarbeitungsmessgerät Quick Vision HYPER WLI von Mitutoyo verfügt neben der Optik als zusätzlichen Sensor über ein Weißlichtinterferometer (WLI). Dieser Weißlichtinterferenzsensor ist als 3-D-Flächensensor in der Lage, Oberflächenbereiche mit einer sehr hohen Auflösung von ein bis zehn Nanometer in einer einzigen Gerätebewegung zu erfassen. Und dies über einen sehr großen Messbereich, also zum Beispiel auch an ausladenden Werkstücken oder in der Palettenmessung. Durch diese Technik ist es möglich, Mikrostrukturen und Mikrogeometrien auf der Oberfläche des Werkstücks zu erkennen und messtechnisch zu bewerten. Damit reagiert Mitutoyo auf die zunehmende Bedarfslage des Marktes für die Messung von Mikrostrukturen, wie MEMS, Solarzellen, Mikroleiterbahnen von internen Schaltkreisen, berührungslose Oberflächenrauheitsmessung etc. Übliche Bildverarbeitungsmesssysteme sind dieser Aufgabe wegen der dafür zu geringen Auflösung in der Regel nicht gewachsen. Auf die Mikroauswertung spezialisierte Systeme eignen sich nur bedingt, da sie oft keine Positionierung der Messposition am Werkstück ermöglichen. Beim Quick Vision HYPER WLI gelingt die Ausrichtung und das optische Messen mühelos über den optischen Sensor, während die diffizilen Oberflächenstrukturen mit dem Weißlichtinterferometer aufgenommen werden. Mit dem System lassen sich auch Oberflächen mit Stufen von 170 µm oder glatte Oberflächen vermessen – dabei werden Messgenauigkeiten im Bereich weniger Nanometer erreicht. Das hochgenaue System mit großem Messbereich detektiert Mikrostrukturen zudem auf einer exakt definierten Messposition. Mit einem „Schuss“ erfasst der Weißlichtinterferenzsensor beeindruckende 307.200 Messpunkte in einer Fokusbewegung. Gegenüber 3-D-Topografie-Standalone-Lösungen hat die Mitutoyo- Kombination mit einem Bildverarbeitungsmessgerät erhebliche Vorteile. So kann man zum einen die Position zum Aufnehmen des Bildes sehr genau bestimmen und anfahren. Zum anderen ist es mühelos möglich, einzelne aufgenommene Bilder beziehungsweise Punktewolken im Nachgang zusammenzufügen. Innovatives Messverfahren für die Oberflächentopografie Bei der PFF-Technologie handelt es sich um eine reine Softwarelösung. Mit zahlreichen Vorteilen hinsichtlich Zeitaufwand, Messsicherheit und Flexibilität. So erfordert das Mitutoyo-System keinen Sensorwechsel und somit auch kein eventuelles Verfahren zu einem Wechselrack. Das Gerät kann vielmehr auf der Messposition verbleiben und dort „zwei Fliegen mit einer Klappe“ schlagen: das optische Bestimmen eines Koordinatensystems und die Aufnahme der Oberflächentopografie. Dabei erlaubt PFF Mikrostrukturen auf der Oberfläche des Werkstücks bei einer Auflösung von 50 bis 100 Nanometer dreidimensional zu erfassen und messtechnisch zu bewerten. Mithilfe nur einer Fokussierbewegung wertet PFF jedes Pixel auf dem CCD-Chip hinsichtlich seines Kontrastwertes aus und ermittelt daraus ein dreidimensionales Bild der Werkstückoberfläche im Sichtbereich des Sensors. Dieses dreidimensionale Bild kann anschließend sehr flexibel je nach Aufgabenstellung des Anwenders ausgewertet werden. Bei dieser Funktion wird die Oberfläche eines Werkstücks flächenhaft als Punktewolke erfasst. Diese kann anschließend zwei- oder dreidimensional analysiert und ausgewertet werden. Auf diese Weise wird z.B. die Messung von Steigung und Winkel des Gewindestifts eines Zahnimplantats einfach, schnell und sicher durchführbar. Ein weiterer entscheidender Vorteil solcher PFF-Sensorlösung von Mitutoyo: Mit ihr lassen sich Serienmessungen und sogar Palettenmessungen völlig ohne aufwändige Spannvorrichtungen abwickeln. Sämtliche Ausrichtefunktionen können über den Bildsensor erfolgen, sodass man komplette Paletten mannlos durchfahren und auswerten kann. Dies alles bei erheblich geringerem Zeitbedarf im Vergleich zu Lösungen mit zwei separaten Sensoren. • Mitutoyo Deutschland GmbH www.mitutoyo.de Die innovative Messfunktion PFF (Points from Focus) von Mitutoyo ermöglicht das Messen der Werkstück- Topografie mit Bildverarbeitungsmessgeräten, ohne dafür einen zusätzlichen Sensor einsetzen zu müssen. PC & Industrie 7/2014 31

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