Podcast: Was unterscheidet Wägezellen von Kraftaufnehmern?
Digitalisierung, IoT und Industrie 4.0 sind Trends, die zu umfassenden Veränderungen in Industrieumgebungen führen. Intelligente Fertigungsanlagen können sich nicht nur weitestgehend selbst steuern, sie ermöglichen auch eine kontinuierliche Steigerung der Produktivität sowie der Qualität der produzierten Güter. Zugleich sorgt die Prozessoptimierung für Kostensenkungen durch früheres Erkennen von Ausschussware und vorausschauende Wartung, die längere Stillstände vermeidet.
Diese Fortschritte sind mit einer regelrechten Flut an Sensorik verbunden, was sich als herausfordernd für Anlagenbetreiber und -nutzer erweist. Häufig wird der Fokus ausschließlich auf die elektrische Schnittstelle gelegt. Dabei können andere wichtige Charakteristika der eingesetzten Sensoren in Vergessenheit geraten. Wägezellen und Kraftaufnehmer werden aufgrund ihrer nahen Verwandtschaft oft zweckentfremdet. Das Gespräch mit den HBK-Produktmanagern Thomas Kleckers und Thomas Langer geht darauf ein, was dabei zu beachten ist.
Sensorik als Schlüssel zur Industrie 4.0
Ohne relevante Daten kann die Produktion weder automatisiert ablaufen noch flexibel und nachvollziehbar auf Änderungen reagieren. Aus diesem Grund spielt Sensorik – neben Vernetzung, Schnittstellen und intelligenten Softwarelösungen – eine wichtigere Rolle denn je: Die verschiedenen Messgrößenaufnehmer müssen die ansonsten blinden Systeme mit den notwendigen Eingangsdaten für die Steuerung und Überwachung versorgen. In der vernetzten Welt des IoT können derartige Systeme weit über einen Standort hinaus reichen, somit werden wesentlich mehr Sensoren benötigt als in der Vergangenheit.
Kräfte und Massen in der Produktion erfassen
In Produktionsprozessen, wie z.B. in Umformung oder Endmontage, sind Kraft und Masse wichtige Eingangsgrößen. Sowohl Wägezellen als auch Kraftmessdosen, also die Sensoren zur Erfassung dieser Messgrößen, basieren zumeist auf dem Prinzip von Dehnungsmessstreifen (s. Infobox).
Wägezellen und Kraftaufnehmer basieren also auf dem gleichen physikalischen Grundprinzip. Dennoch gibt es gute Gründe, warum sich zwei getrennte Disziplinen herausgebildet haben und Unternehmen wie HBK auf zwei separate Produktlinien setzen. Der Podcast mit den Produktmanagern Thomas Kleckers (Kraft) und Thomas Langer (Wägetechnik) beleuchtet die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der beiden Bereiche, sowie deren Bedeutung für die moderne Prozessüberwachung. Sollten Sie sich schon immer gefragt haben, ob und wann es ratsam sein könnte, mit einer Wägezelle Kräfte zu messen bzw. mit einer Kraftmessdose zu wiegen, sollten Sie folglich reinhören!
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Sensoren auf Basis von Dehnungsmessstreifen
Sensoren von HBM basieren meist auf Dehnungsmessstreifen. Bei dieser Technologie wird ein stählernes Bauteil, der sogenannte Federkörper, der zu messenden (Gewichts-)Kraft ausgesetzt. Das führt zu einer Verformung, die mithilfe von aufgeklebten DMS in eine Widerstandsveränderung umgewandelt wird und mit einer Auswerteelektronik erfasst werden kann.
Moderne Sensoren auf Basis von Dehnungsmessstreifen arbeiten mit hoher Zuverlässigkeit und erstaunlicher Genauigkeit. Das betrifft sowohl kleinste Messgrößen als auch Gewichte von mehreren Tonnen.
Weiter lesen: Wie funktioniert eine Wägezelle auf DMS-Basis?
Die Podcast-Sprecher
Thomas Kleckers
Thomas Kleckers ist Diplom-Physiker-Ingenieur und bereits seit 1992 ein Teil von HBM/HBK, wo er ursprünglich in der Produktentwicklung für Dehnungsmessstreifen tätig war. Seit mehr als 10 Jahren ist er mittlerweile Produktmanager für die Kraftmesstechnik.
Thomas Langer
Thomas Langer ist Betriebswirt und Industriemechaniker und seit 2015 im Produktmanagement bei HBM/HBK tätig. Mit seinem Hintergrund in der Automobilindustrie sowie in der Sensorik ist er heute ein wichtiger Treiber der Entwicklung in den Bereichen Wägetechnik und Industrial Smart Sensors & Solutions.