Sensorik

Wie Sensoren von Sick auch härteste Bedienungen schaffen

Werkstücktemperaturen bis 1.200 °C, Feuchtigkeit im Umfeld, hohe mechanische Beanspruchung, starke elektromagnetische Felder: Das Einsatzgebiet von Laser-Lichtschranken in den Warmpressen ist hart. Die Sick-Sensoren dafür noch härter.

Unkaputtbar: Sicher funktionieren unter rauesten Bedingungen – das ist das Versprechen der Sensorlösungen im Heavy Duty-Portfolio von Sick.

Sicher funktionieren unter rauesten Bedingungen – das ist das Versprechen der Sensorlösungen im Heavy-Duty-Portfolio von Sick. Konzipiert sind die Sensoren für Einsatzszenarien, in denen Standardsensoren an die Grenzen ihrer Überlebensfähigkeit kommen, wie in den Warmpressen von Hatebur Umformmaschinen. Dort gewährleisten Sensoren trotz der Vielzahl widriger Umgebungsbedingungen eine reibungslose Produktion bei voller Anlagenverfügbarkeit.

Hartes Einsatzfeld

Die Schweizer Hatebur Umformmaschinen AG hat sich auf die Entwicklung und Vermarktung hochwertiger Umformmaschinen und Werkzeuge spezialisiert, mit denen sich Präzisionsteile aus Metall in großen Stückzahlen herstellen lassen. Kunden aus der Automobil-, der Wälzlager- und der Befestigungsmittelbranche verlassen sich seit vielen Jahren auf die Lösungen für die Kalt- als auch die Warmmassivumformung. Auf den Hotmatic-Warmpressen werden Präzisionsschmiedeteile wie Radflansche, Getrieberäder und Wälzlagerringe gefertigt. Ein weiteres Produkt sind Muttern, die die Maschine vollautomatisch aus Rundstangenmaterial herstellt. Dieses wird der Maschine mit einer Temperatur von etwa 1.200 °C zugeführt und zur weiteren Bearbeitung in sogenannte Sektionen getrennt. Um Unterbrechungen im Produktionsprozess zu vermeiden, müssen diese Werkstück-Sektionen mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Der Sensor ist dabei – selbst bei einer Entfernung von einem halben Meter zum Objekt – immer noch einer Dauerwärmestrahlung von etwa 50 °C ausgesetzt. In der direkten Umgebung des Werkstückes herrschen sogar bis zu 150 °C. Ein hartes Einsatzfeld für Sensoren, das durch das Auftreten von Wasser, Feuchtigkeit und Kühlemulsionen, hohe mechanische Beanspruchung und stark elektromagnetische Feldern der Induktionsheizelemente nochmal verschärft wird. Versuche mit induktiven Sensoren haben sich als nicht zufriedenstellend erwiesen – zudem war das Schaltverhalten nicht ausreichend schnell und präzise. Beste Ergebnisse hingegen lieferte die Laserlichtschranken-Baureihe WL12L von Sick zusammen mit SW50-Hochtemperaturreflektoren. Diese Systemlösung „funktioniert in der Hatebur-Umgebung“ – und das auf Dauer.

Sick © Sick

Absolut sicher: Die Laserlichtschranke WL12L ist in einem robusten, hochdruckfesten Metallgehäuse untergebracht, das die Anforderungen der Schutzart IP69k erfüllt.

Hitzebeständig im System

Die Laserlichtschranke WL12L macht nicht nur einen sehr wertigen und robusten Eindruck – sie ist es auch. Der Sensor ist in einem robusten, hochdruckfesten Metallgehäuse untergebracht, das die Anforderungen der Schutzart IP69k erfüllt. Bei Bedarf ist der Sensor mit zusätzlicher Teflonbeschichtung erhältlich – was beispielsweise die Beständigkeit gegenüber Ölemulsionen, Säuren und anderen aggressiven Umgebungseinflüssen weiter erhöht. Die maximale Betriebstemperatur der Autokollimations-Lichtschranke ist mit +50 °C spezifiziert – ein Wert, den Hatebur mit der Montage des Sensors hinter einem zusätzlichen Wärmeschutzblech gewährleistet. Am Montageort des Reflektors in den Hotmatic-Warmpressen herrschen deutlich höhere Temperaturen – weshalb Standardreflektoren aus Kunststoff bereits nach kurzer Zeit im Wärmestrahlungsbereich schmelzen und sich verformen. Diese Gefahr besteht bei den Hochtemperaturreflektoren SW50 von Sick nicht: Das in den eloxierten Aluminium-Montagerahmen eingesetzte Borosilikatglas widersteht Temperaturen bis 300 °C.

Best-in-Class-Laserperformance

Im Markt der Laserlichtschranken in dieser Bauform zählt die Sick-Variante in den unbedenklichen Laserschutzklassen 1 oder 2 sicher zu den „Best-in-Class“-Baureihen. Sie überzeugt nicht nur durch hohe Reichweiten bis 18 Meter, besondere Funktionsreserven und eine extrem gute Fremdlichtsicherheit, sondern dank der Laser-LED auch durch eine ausgezeichnete Detektionsgenauigkeit. So ist der Lichtfleck, den der Sensor in der Hotmatic-Warmpresse auf dem Stangenmaterial erzeugt, nur etwa 0,8 Millimeter groß – gleichzeitig aber gut sichtbar und der Sensor dadurch gut ausrichtbar. Die Laserfleckgeometrie – sowie die bei einer maximalen Schaltfrequenz von 2.500 Hz sehr kurze Ansprechzeit – ermöglichen es, die Schnittstellen am Anfang und am Ende der Werkstücksektion sehr exakt zu detektieren. Das Resultat: Sehr präzise Fertigungsschritte ohne Unterbrechungen und unnötigen Materialeinsatz. Gleichzeitig gelingt es der intelligenten Siric-Chiptechnologie Sick-Sensoren, die Einflüsse von Fremdlicht und elektromagnetischen Feldern vollständig auszublenden.

Sick © Sick

Völlig robust: Die Hochtemperaturreflektoren SW50 hat ein in den eloxierten Aluminium-Montagerahmen eingesetztes Borosilikatglas, das Temperaturen bis 300 °C widersteht.

Zum Auftraggeber:

Die Hatebur Umformmaschinen AG in Reinach, Schweiz, ist international erfolgreich in der Entwicklung und Vermarktung von hochwertigen Umformmaschinen und Werkzeugen, mit denen sich Präzisionsteile aus Metall in großen Stückzahlen herstellen lassen. Das im Jahr 1930 gegründete Unternehmen ist mit Tochtergesellschaften und Vertretungen auf allen Kontinenten präsent.

Zum Auftragnehmer:

Sick ist ein Hersteller von Sensoren, die in der Fabrik-, Logistik- und Prozessautomation eingesetzt werden. Sick schafft mit seinen Sensoren und Applikationslösungen für industrielle Anwendungen die perfekte Basis für sicheres und effizientes Steuern von Prozessen, für den Schutz von Menschen vor Unfällen und für die Vermeidung von  Umweltschäden. Das 1946 gegründete Unternehmen ist mit über 50  Tochtergesellschaften und Beteiligungen sowie zahlreichen Vertretungen rund um den Globus präsent. Im Geschäftsjahr 2016 beschäftigte Sick mehr als 8.000 Mitarbeiter weltweit und erzielte einen Konzernumsatz von knapp unter 1,4 Mrd. Euro.

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