Maßgeschneiderte Messtechnik

Sensoren - Die Kistler-Gruppe entwickelt für ihre Kunden eigens auf sie zugeschnittene Messtechnik – von den Sensoren über Verkabelung und Elektronik bis hin zu branchenspezifischen Monitoring-Systemen, Softwarelösungen und individuellen Mensch-Maschine-Schnittstellen.

02. Mai 2019
Maßgeschneiderte  Messtechnik
Drehmomentsensoren von Kistler lassen sich für kundenspezifische Anforderungen konfigurieren. (Bild: Kistler)

Messtechnik Die wachsende Komplexität der modernen industriellen Fertigung bringt es oftmals mit sich, dass keine der in Katalogen angebotenen Standardlösungen für den vor den Ingenieuren liegenden Anwendungsfall so recht passen will. So kann es beispielsweise sein, dass der Kraftbereich der verfügbaren Sensoren nicht ausreicht, oder aber die Einbausituation besonders vertrackt ist respektive die Signalauswertung ganz bestimmte Anforderungen stellt. Um Antworten auf derart schwierige Herausforderungen zu finden, wurde innerhalb der Kistler-Gruppe eigens der Geschäftsbereich Customer Solutions geschaffen. Das erklärte Ziel ist, gemeinsam mit dem Kunden zu einer für ihn optimalen Lösung zu kommen.

Neben der langjährigen Erfahrung und dem umfassenden und branchenspezifischen Know-how, will Kistler vor allem durch eine ganzheitliche Expertise über die gesamte Messkette zum Entwicklungspartner der Wahl avancieren. Dabei findet die gesamte Wertschöpfung im eigenen Haus statt – vom Sensor bis zur Signalauswertung, über Elektronik- bis zur Software- entwicklung. In enger Abstimmung mit dem Kunden wird eine maßgeschneiderte Lösung aus einer Hand entworfen, die dessen Bedürfnisse möglichst optimal erfüllt.

Branchenbezogene Expertise

Branchenbezogene Expertise

Den technologischen Möglichkeiten sind dabei kaum Grenzen gesetzt. Das Spektrum reicht von DMS-Sensoren bis zu piezoelektrischen Sensoren, die produktionsrelevante Messgrößen wie Kraft, Druck und Drehmoment erfassen und verwertbar machen — sie sichern die Produktqualität und erhöhen die Effizienz der Fertigung. Dabei stehen auch Kistlers Monitoringsysteme für spezielle Branchen respektive Anwendungen bereit, um auf das spezifische Szenario des Kunden zugeschnitten zu werden — egal, ob beim Fügen, Schweißen oder Spritzgießen.

Letztlich sind auch Kombinationen von Messgrößen wie Kraft plus Drehmoment möglich, zum Beispiel am Roboterarm oder bei Bedienelementen im Fahrzeug. Entscheidend sind in jedem Fall Funktionalität und Wirtschaftlichkeit der Lösung. Die folgenden Beispiele sollen einen konkreten Einblick in Szenarien und die entsprechenden kundenindividuellen Ausführungen geben.

Passgenauigkeit und Präzision

Um hochempfindliche Halbleiter-Mikrochips zu kontaktieren, werden diese mittels eines Bondprozesses aufgesetzt. Dabei werden sie unter Kraft- und Temperatureinfluss auf die Schaltungsträger gepresst. Kistler entwickelte gemeinsam mit einem Kunden eine geeignete Sensorlösung, um die Prozesssicherheit des Bonding-Vorgangs zu erhöhen, die nun ein direktes Messen im Prozess ermöglicht. Entscheidend dabei sind die geringe Einbautiefe, die hochsteifen Gehäuse sowie die große Temperaturbeständigkeit der Sensoren.

Die erhaltenen Messsignale geben Auskunft darüber, ob der Chip beim Pressen richtig aufliegt und wie hoch die Kräfte während des Vorgangs jeweils sind. Auf diese Art und Weise kann die effektive Kontaktkraft entsprechend dem optimalen Kraftverlauf des gerade herzustellenden Chips nachgeregelt werden. In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden vor Ort konnte aus diesem Grunde eine messtechnische Lösung realisiert werden, die dank erhöhter Prozessqualität zu deutlich minimierten Ausschussraten führt.

Integrierte Drehmomentmessung

Für einen Hersteller von Schraubautomaten für die industrielle Serienfertigung entwickelte Kistler eine individuelle Lösung zur Drehmomentmessung. Dabei galt es, die gestiegenen Anforderungen an industrielle Schraubautomaten wie etwa hohe Effizienz, große Zuverlässigkeit sowie lange Lebensdauer auch für die Sensorik-Komponente zu gewährleisten. Eine zu- sätzliche Herausforderung bestand darin, den Sensor direkt in das Gehäuse des Schraubautomaten zu integrieren. Hierfür mussten nicht nur individuelle Anpassungen vorgenommen, sondern die Drehmomentaufnahmen an der Welle des Schraubautomaten angeglichen werden. Auf Wunsch des Kunden wurde abschließend die Oberfläche des Sensorgehäuses in den Farben seines Unternehmens lackiert – der Schraubautomat mit integrierter Sensorik von Kistler ist heute ein fester Bestandteil des Produktportfolios.

Sicherheit steht an erster Stelle

Kundenspezifische Kraftsensorik von Kistler kommt auch in Personenaufzügen zum Einsatz, genauer gesagt bei der Produktion von Notbremsvorrichtungen. Im Falle eines Aufzugdefekts übernimmt eine mechanische Fangvorrichtung das Abbremsen, um Personenschäden zu verhindern. Wird sie ausgelöst, greifen bewegliche Bremsbacken in eine feste Führung ein und erzeugen eine Klemmkraft, die den Aufzug zum Stillstand bringt.

Durch die komplexe Konstruktion der Vorrichtung variiert die Klemmkraft von Produktion zu Produktion. Die Klemmung der Bremsbacken muss jedoch auf eine definierte Kraft eingestellt werden, um die Sicherheit in jedem Fall zu gewährleisten. Hierfür kommen spezielle Referenzkraftsensoren von Kistler zum Einsatz, die je nach bestehendem Bauraum und Ausführungsart der Bremsvorrichtung unterschiedlich große Kräfte messen.

Für sehr große Kräfte wird eine Kraftnebenschlussmessung eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden die Kräfte aber nur zum Teil über die Kraftsensoren geleitet, um eine Überlastung auszuschließen. Bei kleineren Belastungen wird die Klemmkraft direkt erfasst. Die regelmäßige Kalibrierung der Sensoren durch Kistler gewährleistet, dass höchste Sicherheitsstandards eingehalten werden können.

Messtechniklösungen auf Basis von praxisbewährten Technologien

Konstrukteure, die eine Lösung für ein spezielles messtechnisches Problem suchen, treffen im Geschäftsbereich Customer Solutions von Kistler auf die richtigen Ansprechpartner. Die Prozess- und Technologieentwicklung findet gemeinsam und in intensivem Austausch mit dem Kunden statt. Dabei stehen eine tief gehende Analyse, die Ingenieurleistung und Kooperation im Vordergrund.

Auch kleinere Anpassungen wie Frequenz- statt Spannungsausgang, eine eigene Mensch-Maschine-Schnittstelle oder eine bestimmte, mit proprietären Systemen kompatible Softwarelösung sind kein Problem. Der Kunde entscheidet über die Prozesstiefe entlang der gesamten Messkette und erhält dabei in jedem Fall Messtechniklösungen auf der Basis von praxisbewährten Technologien – natürlich auch in großen Volumina und mit garantierter Verfügbarkeit über lange Zeit.

Erschienen in Ausgabe: 03/2019
Seite: 36 bis 37