Wir nehmen oft an, dass neue Technologien erforderlich sind, um Verbesserungen in Geschwindigkeit, Genauigkeit und Betrieb zu erzielen, aber auch durch innovatives Denken bei ausgereiften Technologien können echte Vorteile erzielt werden. Pneumatik kann sicherlich als ausgereifte Technologie betrachtet werden. Sie begann in den 1960er Jahren im Automatisierungssektor weit verbreitet zu werden. Magnetventile folgten in den 1970er Jahren, angetrieben von den frühen Generationen von programmierbaren Logikcontrollern (PLCs).
Heute sehen wir die kontinuierliche Integration von Elektronik, die intelligente Geräte schafft, die Software-Apps, Datensammlung, Netzwerkkommunikation und eingebettete maschinelle Lern-Diagnose für vorausschauende Wartung, verbesserte Qualität und Energieeinsparung integrieren.
Pneumatische Produkte sind im Laufe der Zeit kleiner und genauer geworden, aber es sind nicht nur physische Merkmale, die verbessert werden können, wenn man ausgereifte Technologien betrachtet. Menschliche Faktoren wie Benutzerfreundlichkeit, Bequemlichkeit und Sicherheit sind greifbare Bereiche für Entwicklung und Verbesserung. Maschinenmontage- und Aufbauzeiten, Inbetriebnahme vor Ort und Wartungszeiten sind ebenfalls Bereiche, in denen ein innovativer Ansatz angewendet werden kann, jenseits der Größe, Leistung und Kostenaspekte der Technologie.
Nehmen Sie Zylindersensorschalter als Beispiel. Diese Geräte sind an der Mehrheit der pneumatischen Zylinder montiert und liefern Sensorrückmeldungen. Sie werden am häufigsten verwendet, wenn der Zylinder seine Vorwärts- oder Rückzugs-Endpositionen erreicht und seltener in der Mittelposition – zum Beispiel, wenn eine Zylinderbewegung eine Überlappungsposition freigegeben hat.
Zylinderschalter werden durch einen Ringmagneten oder eine magnetische Leiste ausgelöst, die sich im Kolben im Zylinderrohr befindet. Die magnetische Fluss reicht über das nicht-magnetische Zylinderrohr hinaus und zeigt seine Nähe an. Clevere Konstruktion und CAE-Simulationen ermöglichen es, die Flussstärke und -form zu optimieren, um die Zylinder und Sensoren eines Herstellers für einen zuverlässigen Betrieb anzupassen. Die Anpassung ist ein wichtiger Schritt, der das Potenzial minimiert, dass die magnetischen Felder benachbarter Aktuatoren, die in unmittelbarer Nähe zueinander montiert sind, benachbarte Sensoren auslösen oder die zuverlässige Erfassung blockieren.
Es mag so aussehen, als ob diese Geräte so gut verstanden und so weit verbreitet sind, dass es keinen Raum für Verbesserungen gibt. Dennoch haben sie immer noch einige Nachteile.
Installationsherausforderungen für Zylindersensoren
Das Anbringen eines Zylindersensors auf der Werkbank ist unkompliziert. Der Sensorschalter wird von der Endkappe aus eingeschoben oder von oben in den Sensorschlitz eingelassen. Es ist dann nur noch eine Frage der Einstellung seiner Position, um den erforderlichen Schaltpunkt widerzuspiegeln. Dies erfordert das Bringen des Kolbenstangen-/Kolbens in die Endposition und dann, mit einer Batterie oder Stromversorgung, die an den Sensor angeschlossen ist, ihn zu bewegen, bis die LED-Positionsanzeige zeigt, dass er sich in der richtigen Ausgangsposition befindet. Für eine zuverlässige Wiederholbarkeit sollte das Einstellen an den Rändern des Schaltfensters vermieden werden, da dies später zu Problemen führen kann. Die optimale Schaltposition liegt in der Mitte der Erfassungshysterese.
Dies ist eine schnelle und einfache Operation – bis der Aktuator in die Maschine eingebaut wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es unmöglich zu wissen, wo sich der Magnet im Kolben physisch in Bezug auf das externe Rohr befindet. Häufig ist es auch schwierig, die endgültigen Positionen des Aktuators zu ermitteln. Das Ergebnis ist ein Gerät, das nicht ordnungsgemäß funktioniert. Häufig komprimiert der Luftdruck die Elastomerdämpfung am Ende des Hubs über die Umgebungsdruckposition hinaus oder der Zylinder erreicht aufgrund externer Anschläge nicht ganz seine Endposition. Folgen einer schlechten Dämpfungseinstellung sind Verschleiß am Zylinder, Lärm und Vibrationen.
Der Workaround, den erfahrene Personen verwenden, besteht darin, den Schalter ungefähr auf der Werkbank einzurichten und dann die endgültige Einstellung durch Zyklieren des Zylinders in situ auf der Maschine vorzunehmen. Was auf der Werkbank eine einfache Aufgabe ist, kann in der Praxis viel schwieriger sein, insbesondere wenn der Zugang innerhalb der Maschinenschutzeinrichtung, in der Höhe oder an schwer zugänglichen Stellen erforderlich ist. In diesen Situationen kann der Zugriff auf die Sensor-Inbusschlüsselposition, die Anpassung und die Beobachtung der Anzeige-LED problematisch sein.
Diese abschließende Einstellung und Justierung von Zylindersensoren, zusammen mit der Geschwindigkeitsanpassung von Durchflussreglern und der einstellbaren Luftdämpfung am Ende des Zylinders, nimmt eine beträchtliche Menge an Zeit in Anspruch und kann zu einer suboptimalen Leistung führen. Die endgültige Einrichtung kann jedoch einen großen Unterschied für die Langzeitzuverlässigkeit und Betriebsdauer ausmachen.
