Höhenabtastung

[arena]

Hallo,
ich will an einer (bestehenden) Plasmaschneidanlage eine Höhenabtastung anbringen. Die Plasmaschneidanlage ist als Portalroboter ausgeführt.

Die Höhenabtastung soll während dem Schneidvorgang den Abstand zwischen dem zu schneidenden Blech und dem Plasmabrenner messen. So soll eine Kollision vermieden werden und ein Abstand von ca. 5 mm eingehalten werden.

Doch nun meine Frage: Wie kann ich eine solche Höhenabtastung realisieren ? Mit Steuerungen (Simatic S7), usw. kenne ich mich aus, das ist nicht das Problem. Mein Problem ist eher, dass ich nicht genau weiss, welchen Sensor ich für die Abstandsmessung verwenden soll ?

Habt ihr da eine Idee ?


Hier sieht man, wie andere Firmen eine Höhenabtastung realisiert haben:
- http://www.perndorfer.at/img/HA.jpg
- http://www.stm.at/v2/images/komponen..._Abtastung.gif

Der Abstand wird dabei von einem Ring gemessen, der sich um den Brenner / um die Düse befindet. Doch mit welchem Sensor kann ich so etwas selbst realisieren ?


Durch meine bisherigen Nachforschungen habe ich herausgefunden, dass man dazu vermutlich kapazitive Sensoren einsetzt. Doch könnt ihr mir konkret sagen, welchen Sensor / von welchem Hersteller ich dazu am besten verwenden soll ?



Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen,
vielen Dank schon mal in Voraus.


mfg arena



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[Hummel]

Hallo Arena,
die Fa. IFM Elektronik bietet Induktive Sensoren an die den Abstand Analog ausgeben. Genauigkeit < 0,1mm. www.ifm.de
3 Sensoren reichen denke ich. Miteinander verrechnen und den Mittelwert ausregeln.
Gruß Hummel

[021aet04]

Soweit ich auf den Fotos erkennen kann ist ein Ring um einen Metallstift. Der Ring und der Stift werden warscheinlich als Kondensator benutzt. Wenn sich der Ring auf den Stift zubewegt (wenn er irgendwo gegen fährt) ändert sich die Kapazität.

[ranke]

Soweit ich auf den Fotos erkennen kann ist ein Ring um einen Metallstift. Der Ring und der Stift werden warscheinlich als Kondensator benutzt. Wenn sich der Ring auf den Stift zubewegt (wenn er irgendwo gegen fährt) ändert sich die Kapazität.

Ich denke eher, dass es sich um einen mechanischen Tastring handelt, der über einen eigenen Linearantrieb in die Meßstellung abgesenkt werden kann. Beim Wasserstrahlschneiden hat man gerne solche Taster, auch weil man nicht davon ausgehen kann, dass das Schneidgut metallisch ist. Deshalb scheiden induktive und kapazitive Lösungen aus. Gemessen wird meistens nur beim Zustellen vor der Messung, danach wird der Meßring angehoben, damit er nicht zu schnell verschleißt und das Material nicht verkratzt.
Beim Plasmaschneiden kann man - soweit ich weiß - nur Metalle schneiden, eine induktive oder kapazitive Lösung wäre also denkbar. Materialspritzer aus der Schneidfuge könnten ein Problem sein, wenn sie sich am Sensor absetzen. Deshalb ist es vielleicht auch hier sinnvoll nur beim Zustellen zu messen, danach den Sensor in Sicherheit zu bringen. In diesem Fall wäre ein Induktiver Näherungssensor mit Schaltausgang brauchbar.

[arena]

Hallo,
# Ich denke eher, dass es sich um einen mechanischen Tastring handelt, der über einen eigenen Linearantrieb in die Meßstellung abgesenkt werden kann.
Nein, der Ring wird mit mit einem eigenen Antrieb herabgelassen. Er kommt zusammen mit der Düse (der Schneidvorrichtung) herunter.

# Beim Wasserstrahlschneiden hat man gerne solche Taster, auch weil man nicht davon ausgehen kann, dass das Schneidgut metallisch ist.
# Deshalb scheiden induktive und kapazitive Lösungen aus
Induktive Lösungen scheiden aus, kapazitive Lösungen aber nicht, da sie auch nichtmetallische Werkstoffe erfassen.
Einige Hersteller von Hähenabtastungen schreiben auch, dass es sich bei ihren Produkten um "kapazitive Höhenabtastungen" handelt.

# Gemessen wird meistens nur beim Zustellen vor der Messung, danach wird der Meßring angehoben, damit er nicht zu schnell verschleißt
# und das Material nicht verkratzt.
Bei uns in der Arbeit haben wir auch eine Wasserstrahlschneidanlage (mit einer Höhenabtastung). Die Höhenabtastung misst dabei ständig
den Abstand zwischen dem Ring (vermutlich ein Messingring) und dem zu schneidenden Werkstoff (Stahl, Holz, Glas, ...). Das ganze funktioniert
berührungslos, der Ring setzt also nie auf dem Material auf. Wie du schon gesagt hast würde das Material sonst verkratzen, ...

# Materialspritzer aus der Schneidfuge könnten ein Problem sein
Ja, das stimmt. Wenn die Metallspritzer an den Sensor kommen, dann geht er vermutlich bald kaputt. Hier ist ein (grösseres) Foto einer Höhenabtastung:
- http://www.allfi.ch/doku/Kollisionsschutz_940500.jpg

In diesem Beispiel ist der Kapazitätssensor nicht sichtbar. Er befindet sich vermutlich in der schwarzen Plastikverkleidung. Der Abstand zum
Werkstoff wird dabei (berührungslos) nur über den unteren Ring gemessen.

So will ich es bei mir eigentlich auch machen. Habt ihr eine Idee welchen kapazitiven Sensor ich dazu verwenden kann ?
Die meisten kap. Sensoren die ich im Netz gefunden habe sehen so aus:

- http://www.trenka.co.at/images/produ...sor1_gross.jpg

Das rote vorne ist die aktive Fläche, die den Abstand zum Werkstoff misst. Aber kann ich da irgendwie einen Ring befestigen um den Abstand
über den Ring messen zu können ?

Wie gesagt, mit Sensoren habe ich noch nicht so viel Erfahrung. Ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen.


Danke für eure Hilfe,
mfg arena





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[Ratber]

Habt ihr eine Idee welchen kapazitiven Sensor ich dazu verwenden kann ?

Platt gesagt jeden der spritzer verträgt, gegen die anfallende Wärmestrahlung resistent ist und der sich vom EM-Feld des Plasmabogens nicht irritiert wird.

[arena]

Naja, ich habe vor den Sensor vor Spritzern zu schützen (z.B. durch eine Blech-Verkleidung). Der Abstand soll dann nur durch den Ring gemessen werden. Am Ring können sich dann ruhig Spritzer ansetzen. Diese kann man recht einfach entfernen z.B. mit einer Bürste.

Das Problem ist eher, dass ich nicht weiss wie ich den Ring am Sensor befestigen kann, bzw. wenn ich den Ring am Sensor befestige, ob
ich dann irgendwie über den Ring den Abstand messen kann.


mfg arena


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[yaro]

Wie wäre es denn mit einem Ring, der auf dem Material aufliegt? Man könnte ihn mit irgendeinem Material umspannen, sodass er nichts zerkratzt.
Dann wäre die ganze Messung ziemlich einfach: Der Ring bewegt, wenn er sich nach oben oder unten Bewegt, ein Poti, über dass dann der Höhenstand abgelesen wird. Natürlich darf man da nicht vergessen, etwas zu installieren, dass den Ring nach unten drückt, wenn er mal nach oben geschoben wurde (z.b. eine kleine Feder)

Gruß, Yaro

[arena]

Hallo,
der Ring darf auf keinen Fall auf dem Material aufliegen (auch dann nicht, wenn er keine Kratzer erzeugt).

Es müsste dafür doch einen passenden Sensor geben, oder ?
Oder glaubt ihr, die Hersteller von Höhenabtastungen haben dafür selbst spezielle Sensoren entwickelt ? (Halte ich ehrlich gesagt für eher unwahrscheinlich)


mfg arena


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[Richard]

Moin moin.

Wie währe es mit laser Abstandssensor, der müßte allerdings etwas,
(10...50 mm) vor der Düse aufs Material schauen. Dafür darf der aber
durchaus zum Schutz vor Wäme und Dreck etwas höher plaziert sein.

http://www.lap-laser.com/download/pdf/ATLAS_de.pdf


Gruß Richard