Expertengespräch «Sensorik»: Extra-Leistung garantiert Mehrwert

Optische Sensoren sind aus der Fabrikautomation nicht mehr wegzudenken. Wenn diese dann auch noch «Extra Leistung» bieten, profitiert der Anwender zusätzlich. Im Gespräch mit Produktmanager Markus Imbach und Bernhard Furrer, Leiter Business Unit Positionssensorik, von Baumer über die Leistungsfähigkeit heutiger Sensoren.


 
Von Markus Back (Text) und Susanne Seiler (Fotos)

Welche Sensortypen führt Baumer in seinem Portfolio?

Imbach: Wir haben bei Baumer fast jedes physikalische Messprinzip, wodurch wir ein breites Spektrum an Anforderungen abdecken können. Es ist wie in der Natur. Wir haben auch nicht nur ein Sinnesorgan, um durch das Leben zu gehen. In den Maschinen sind die Sensoren die Sinne und die Aktoren die Muskeln und so bedienen wir uns verschiedener physikalischer Sensorprinzipien: induktiv, magnetisch, kapazitiv, Ultraschall und Radar. Wir haben Sensoren, um Druck, Temperatur, Leitfähigkeit und Kraft zu messen, ausserdem Sensoren zur Drehwinkelerfassung, Neigungs- und Vibrationssensoren, um nur die wichtigsten zu nennen.

Wir waren schon sehr früh der Meinung, dass wir dem Kunden den optimalen Sensor für seine Applikation anbieten wollen. Aus diesem Anspruch haben wir uns eine sehr grosse Kompetenz in all diesen verschiedenen Technologien erarbeitet.

Sie bewerben Ihre optischen Sensoren mit dem Slogan «Extra Leistung in kompakter Bauform». Können Sie diese Extra-Leistung etwas genauer beschreiben?

Imbach: Unser kleinster optischer Sensor detektiert schwarze, glänzende Objekte bis zu einer Entfernung von 180 mm zuverlässig. Der beste Marktbegleiter liegt bei knapp 120 mm Reichweite, hat aber wohlgemerkt eine grössere Bauform. Durch diese extra Leistung erhält der Anwender zusätzliche Freiheiten, beispielsweise bei der Montage, da er den Sensor abgesetzt und geschützt montieren kann.

Furrer: Die Reichweite ist nur ein Aspekt, ein anderer die Zuverlässigkeit. Mit unseren Sensoren lassen sich selbst so schwierige Objekte, wie zum Beispiel hochglänzende Bleche in abgewinkelter Lage, zuverlässig erkennen. Das ist eine Extra-Leistung, die nicht jeder Hersteller hinbekommt und auf die wir sehr stolz sind.

Die kompakte Bauweise unserer Sensoren bekommt übrigens noch vor einem ganz anderen Hintergrund an Bedeutung. Land beziehungsweise Boden ist ein knappes Gut, deshalb erstaunt es auch nicht, dass bei vielen Geräte- und Anlagenherstellern, die Anforderung an kompaktes und platzsparendes Design immer wichtiger wird. Dies hat zur Folge, dass die Miniaturisierung bei den Sensoren auch zukünftig eine zentrale Rolle spielen wird. Dies jedoch ohne Abstriche bei der Leistung zu machen. Mehr Leistung bedeutet übrigens für uns einen erweiterten Erfassungsbereich, eine deutlich höhere Zuverlässigkeit bei der Detektion von herausfordernden Objekten sowie einen zuverlässigen Einsatz auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen.

Baumer: Markus Imbach (links) und Bernhard Furrer im Gespräch.
Markus Imbach (links) und Bernhard Furrer: Wir waren schon sehr früh der Meinung, dass wir dem Kunden den optimalen Sensor für seine Applikation anbieten wollen.

Basieren diese Extra-Leistungen auf zugekauftem Know-how oder handelt es sich bei diesen um Baumer-spezifische Entwicklungen?

Furrer: Unsere Sensoren integrieren heute kaum noch Bauelemente oder Bauteile, die auf dem Markt erhältlich sind. Baumer hat in der Vergangenheit sehr viel Geld in die Entwicklung seiner Sensoren investiert, so dass diese heute fast ausschliesslich auf eigenen Entwicklungen basieren. So stammen die Optiken von uns, ebenso die opto-elektronischen Bauteile oder die hochkomplexen, ASIC-basierten Empfänger.

Wir sprachen über die Vorzüge optischer Sensoren in der Fabrik-Automation. Gibt es andere Bereiche, in denen diese ebenfalls ihre Stärken ausspielen können?

Imbach: Ein weiterer Bereich ist beispielsweise die Logistik/Intralogistik und dort speziell die Behälterhandhabung in der Warenkommissionierung. In solchen Anwendungen sind Tausende von Sensoren verbaut und wenn diese wie unsere Sensoren nach der Montage gleich betriebsbereit sind und nicht erst ausgerichtet werden müssen, ist das eine Zeitersparnis, die dem Anwender am Ende des Tages einen Mehrwert bringt. Hier bietet Baumer Lichtschranken und -taster mit 3D-CAD-Daten mit integriertem Strahlverlauf an. Dies ist nur möglich durch den ausgerichteten und über die Serie gleichbleibenden Lichtstrahl und bringt eben Zeitersparnis vom Design-In bis zur Integration. Denn damit entfallen das mühsame Zusammensuchen der Strahlverläufe, Interpretationsfehler und das Ausrichten der Sensoren.

Furrer: Ein anderer Bereich für unsere optischen Sensoren ist die Labor-Automation, die durch Covid-19 einen enormen Auftrieb erhalten hat. Unsere Sensoren sind für den Einsatz in diesen Automaten prädestiniert, da sie trotz kompakter Bauweise extrem leistungsstark sind.

Wie gut kommen Ihre Sensoren mit den typischen Störfaktoren in Fabriken klar?

Imbach: Ein wichtiges Thema sind in diesem Zusammenhang LED-Lichtquellen. Weil diese in denselben Frequenzbereichen arbeiten wie die Sensoren, stellen sie eine potenzielle Störquelle dar. Wenn der Sensor von einer Fremdlichtquelle gestört wird, kann er nicht mehr unterscheiden, ob es sich um das remittierte Licht von einem Objekt handelt, was letztlich zu Fehlschaltungen führt. Eine andere Auswirkung kann eine verlangsamte Messzykluszeit sein, was sich wiederum negativ auf die Prozesszykluszeit auswirkt und im schlimmsten Fall zu einem Maschinenstillstand oder sogar einem Crash führt. Die Störlichtquelle zu eruieren ist oft gar nicht einfach, da sich die Beleuchtungsbedingungen je nach Standort der Anlage auch ändern kann oder zusätzliche Beleuchtungen eingebaut werden.

Die einfachste Gegenmassnahme ist, von Beginn an Störlicht unempfindliche Sensoren einzusetzen, wie unsere Lichtschranken und Lichttaster, die über einen speziellen Regelkreis sowie einen Fremdlicht-Algorithmus verfügen. Sie lassen sich durch Beleuchtungen wie LED oder benachbarte Sensoren nicht stören.

Optische Sensoren:
Worauf man achten muss

Erfahren Sie in der Printausgabe 021 von «Technik und Wissen», auf welche Punkte bei der Auswahl eines optischen Sensors zu achten ist und inwieweit die Themen «Fremdlicht» und «Verschmutzung» diese beeinflussen. 

ZUM ABO

Welche Möglichkeiten bietet Baumer an, um seine Sensoren zu parametrieren und zu kontrollieren?

Imbach: Wir haben eine App entwickelt, die es gestattet, Sensoren über einen IO-Link Wireless Master zu parametrieren, der die Daten via Bluetooth oder WLAN überträgt.

Furrer: Eine andere Möglichkeit ist die Baumer Sensor Suite, deren Markteinführung vor einem Jahr war und die sich rasch verbreitet. Diese Software erlaubt es, einen an einem USB-Master angesteckten Sensor direkt am PC zu visualisieren und damit zu sehen, was der Sensor sieht. Beispielsweise die Signalhöhe, den Signalabstand oder die Signalreserve. Das ist insbesondere für Sondermaschinenbauer sehr interessant, weil sie nicht nur den Sensor ideal auf eine Anwendung einstellen können, sondern zugleich sehen, ob dieser funktioniert.

Weitere Artikel, die Sie interessieren könnten

fühlende und autonome Maschine des IFW in Hannover

Auf der Suche nach der autonomen, fühlenden Maschine

Es ist ein grosser Traum, an dem in den Laboren des Instituts für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) an der Leibniz Universität Hannover geforscht und entwickelt wird: die fühlende und smarte Maschine. Was kann sie? Was wird sie können? Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Leiter des Instituts gibt Antworten auf den grossen Traum.

Wie erstelle ich ein Deep-Learning-Modell?

Deep Learning ist eine der Schlüssel-Technologien des Industrial IoT (Internet of Things). Hier gibt es drei praktische Anwendungsbeispiele für den einfachen Einstieg in Deep-Learning-Anwendungen.

Volle Sicherheit bei Netzwerk-Ausfall

B&R hat sein Antriebsportfolio mit einem Blackout-Mode ausgestattet. Dieser ermöglicht das sichere Steuern einer Maschine bei einem Netzwerkausfall. So können Maschinenstillstände auch ohne teure Redundanzlösungen vermieden werden. Die maximale Verfügbarkeit der Maschine wird gewährleistet.

Greifsystemlösungen von Schunk

Automatisierung als Chance und Herausforderung

Die Automation könnte gerade in den Hochlohnländern wie der Schweiz eine neue und wichtige Rolle übernehmen, um die Industrie vor dem wachsenden Kostendruck zu schützen. Ein Blick auf neuste Automatisierungstechnologien und die ganze Branche gibt dieser Trendbericht.

Automatisierung bei der Montage wertvoller Uhren

Auch Handwerkskunst ist auf Automatisierung angewiesen. So gibt es Montagestationen, die Hersteller mechanischer Uhren mit automatisierten Abläufen unterstützen. Beim Transport der wertvollen Produkte während der Montage sorgt ausgewählte Antriebstechnik für das Feingefühl, damit die filigranen Uhrwerke keinen Schaden nehmen.

Karakuri-Beispiel von Item

Karakuri: Ohne Strom die Produktion automatisieren

Karakuri ist ein japanischer Begriff für Automatisierungssysteme, die rein mechanisch und damit ohne Strom, Antriebe, Sensoren oder Druckluft funktionieren. Doch wie gelingt die Einführung von Karakuri/Low Cost Automation (LCA) und was sind die grössten Vorteile der mechanischen Automation?


Mehr Wissen. Immer auf dem Laufenden sein. Folge uns auf Linkedin.


Robotergreifer für Vielfalt und grosse Stückzahlen

Robotergreifer sind im Normalfall nicht sehr flexibel. Doch mit servogesteuerten Greifbacken des Greifers müssen diese bei Dimensionsänderungen nicht getauscht werden. Zum Einsatz kommen da kompakte bürstenlose DC-Servos von Faulhaber mit integriertem Speed Controller.

Sven Krüger treibt das Universal Robots Education Konzept massgeblich voran und hilft Bildungseinrichtungen bei der erfolgreichen Integration von Robotern in den Unterricht.

Roboter in der Schule

Um die Fachkräfte von morgen fit für die Zukunft zu machen, steht das Thema Automatisierung ganz oben auf dem Lehrplan. So etwa in der Carl-Benz-Schule Koblenz.

«Eine Künstliche Intelligenz ist nicht intelligent»

Mit Hilfe Künstlicher Intelligenz lassen sich repetitive Arbeiten automatisieren. Doch welche Voraussetzungen müssen eigentlich erfüllt sein, damit eine Maschine lernen kann? Im Gespräch mit Prof. Dr. Thilo Stadelmann von der ZHAW School of Engineering.

KI und die Gesellschaft

«Künstliche Intelligenz wird die gesamte Gesellschaft verändern»

Die KI-Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, birgt aber schon jetzt gewaltige Potenziale. Was mit Künstlicher Intelligenz alles möglich ist und welche Gefahren und Grenzen bestehen, sagen die beiden BFH-Professoren Mascha Kurpicz-Briki und Erik Graf im Gespräch.

Hololens im Einsatz: Selbstversuch des Autors im Switzerland Innovation Park Biel/Bienne.

Augmented Reality ist kein Hexenwerk

Augmented Reality bietet viele Vorteile für Unternehmen. Wie diese genau aussehen und wieso sich der Einstieg trotz der hohen Anschaffungskosten schnell rechnet, erklärt Urs Rüegg von Microsoft Schweiz.

Der Schweizer Maschinenbau

Der Schweizer Maschinenbau hat einen hervorragenden Ruf in der ganzen Welt. Diese Seite ist dieser grossen und wichtigen Branche gewidmet. Viele Artikel und eine interaktive Schweizer Maschinenbaukarte.

Multimediastorys von «Technik und Wissen»

Ein grosser Schritt für alle

Der Cybathlon, das Projekt Varileg und das Projekt «VariLeg enhanced» und die Wichtigkeit von Kooperationen zwischen Industriefirmen und Hochschulen.

Das Kleinstgedruckt - 3D-Druck im Mikrometerbereich

Eine preisgekrönte Multimediastory von Chefredaktor Eugen Albisser über den 3D-Druck im Mikrometerbereich.

Ab in die 3. Dimension - Wie HP zum 3D-Druck kam

Eine Multimediastory über HP und wie sie den disruptiven Weg vom 2D-Druck in die dritte Dimension fand.

Impressum

Autor: Markus Back

Bilder: Susanne Seiler (Technik und Wissen)

Redaktionelle Bearbeitung: Technik und Wissen

Informationen

Baumer
baumer.com

Veröffentlicht am: