Contact sensors

Wat is een mechanische contactsensor?

Een contactsensor detecteert een positie, object of beweging doordat het te detecteren onderdeel de sensor fysiek aanraakt. De mechanische beweging bedient een schakelelement, waarna een elektrisch signaal beschikbaar komt voor bijvoorbeeld een PLC, besturing of machinecontroller.

Contactsensoren worden gebruikt wanneer een duidelijk en reproduceerbaar mechanisch schakelpunt gewenst is.

Veel voorkomende toepassingen zijn:

• eindpositie van machineonderdelen;
• nul- en referentiepunten;
• positiecontrole;
• werkstukdetectie;
• gereedschapscontrole;
• matrijscontrole;
• assemblagecontrole;
• mechanische aanwezigheidsdetectie.

Afhankelijk van de uitvoering kan het gaan om een robuuste mechanische positieschakelaar of een zeer nauwkeurige precisieschakelaar voor toepassingen waarbij een klein en reproduceerbaar schakelpunt belangrijk is.

Wanneer kiest u voor een contactsensor?

Een mechanische contactsensor is vooral interessant wanneer een vaste fysieke positie betrouwbaar moet worden gedetecteerd.

Denk bijvoorbeeld aan een slede die zijn eindpositie bereikt, een werkstuk dat tegen een aanslag komt of een machine-as waarvan tijdens iedere cyclus een vast referentiepunt moet worden bepaald.

Het verschil met contactloze detectie is dat niet de kleur, reflectie of elektrische eigenschappen van het materiaal het schakelmoment bepalen, maar de daadwerkelijke mechanische positie.

Een contactsensor kan daarom interessant zijn wanneer:

• het materiaal niet geschikt is voor inductieve detectie;
• kleur of reflectie optische detectie moeilijk maakt;
• een vast mechanisch referentiepunt beschikbaar is;
• een hoge herhaalnauwkeurigheid noodzakelijk is;
• een zeer kleine mechanische beweging moet worden gedetecteerd;
• verschillende materiaalsoorten met dezelfde mechanische positie moeten worden gecontroleerd.

Daar staat tegenover dat er fysiek contact plaatsvindt. Voor toepassingen met extreem hoge schakelfrequenties, hoge bewegingssnelheden of situaties waarin aanraking van het product ongewenst is, kan een contactloos detectieprincipe geschikter zijn.

Contactsensor voor eindpositiedetectie

Een veel voorkomende toepassing van contactsensoren is eindpositiedetectie.

Een bewegend machineonderdeel bedient de sensor wanneer een vooraf bepaalde positie wordt bereikt. De PLC of machinebesturing kan het signaal vervolgens gebruiken om bijvoorbeeld:

• een beweging te stoppen;
• een volgende processtap te starten;
• de draairichting te veranderen;
• een positie te bevestigen;
• een foutconditie te signaleren.

Mechanische eindpositiedetectie wordt onder andere toegepast bij machineassen, sledes, cilinders, kleppen, geleidingen, gereedschappen en andere bewegende machineonderdelen.

Wanneer alleen een vaste en betrouwbare eindpositie moet worden vastgesteld, kan een mechanische contactsensor een eenvoudige en robuuste oplossing zijn.

Contactsensor voor referentie- en nulpuntdetectie

Bij positioneersystemen kan een mechanische precisieschakelaar worden toegepast als referentieschakelaar of nulpuntsensor.

Een machine-as beweegt tijdens het refereren naar de sensor. Zodra deze wordt bediend, gebruikt de besturing het schakelpunt als bekende mechanische referentie.

Voor dergelijke toepassingen is vooral de herhaalnauwkeurigheid belangrijk.

Wanneer een machine bij iedere cyclus op een iets andere positie schakelt, ontstaat ook een afwijking in het bepaalde referentie- of nulpunt.

Precisie-contactsensoren worden daarom onder andere gebruikt bij:

• X/Y-positioneertafels;
• lineaire assen;
• machinegereedschappen;
• testopstellingen;
• fijnmechanische machines;
• kalibratiesystemen;
• referentiesystemen;
• assemblagemachines.

Precisieschakelaars voor nauwkeurige mechanische detectie

Voor toepassingen waarbij een conventionele mechanische eindschakelaar onvoldoende nauwkeurig is, kunnen mechanische precisieschakelaars worden toegepast.

Deze contactsensoren zijn ontwikkeld om zeer kleine mechanische bewegingen met een reproduceerbaar schakelpunt te detecteren.

Typische toepassingen zijn:

• nauwkeurige referentiepunten;
• nulpuntdetectie;
• werkstukcontrole;
• maat- en tolerantiebewaking;
• gereedschapdetectie;
• matrijscontrole;
• montagecontrole;
• positionering van fijnmechanische componenten.

Bij een precisieschakelaar zijn niet alleen de mechanische afmetingen belangrijk. Ook eigenschappen zoals bedieningskracht, aanlooprichting, slag, herhaalnauwkeurigheid, contactfunctie en elektrische belasting kunnen bepalend zijn voor de uiteindelijke werking.

Werkstukcontrole met contactsensoren

Naast eindpositie- en referentiedetectie kunnen contactsensoren worden gebruikt voor werkstukcontrole.

De sensor wordt op een vaste positie gemonteerd en controleert vervolgens of een onderdeel de tastpen of actuator op de verwachte positie bedient.

Hiermee kan bijvoorbeeld worden vastgesteld of:

• een onderdeel aanwezig is;
• een product correct is geplaatst;
• een component volledig is gemonteerd;
• een werkstuk een bepaalde hoogte bereikt;
• een gereedschap correct gepositioneerd is;
• een matrijs in de juiste positie staat;
• een mechanische tolerantie wordt bereikt.

Dit maakt mechanische contactsensoren interessant voor montage-, controle- en inspectietaken binnen geautomatiseerde machines.

Wanneer alleen hoeft te worden gecontroleerd of een vooraf bepaalde grens wordt bereikt, kan een precisieschakelaar eenvoudiger en economischer zijn dan een volledig analoog meetsysteem.

Moet daarentegen de daadwerkelijke verplaatsing of maat continu worden gemeten, dan is een meetsensor meestal geschikter.

Contactsensoren voor gereedschap- en matrijscontrole

Binnen bewerkings- en assemblagemachines kunnen contactsensoren worden gebruikt om de aanwezigheid of positie van gereedschappen, matrijzen en andere machineonderdelen te controleren.

Een mechanische precisieschakelaar kan bijvoorbeeld detecteren of:

• een gereedschap correct is geplaatst;
• een opspanning volledig gesloten is;
• een matrijs de juiste eindpositie heeft bereikt;
• een bewegend onderdeel tegen een mechanische aanslag staat;
• een product correct in een fixture ligt.

Omdat de detectie gebaseerd is op werkelijk mechanisch contact, is de meting niet afhankelijk van kleur, glans of reflectie van het te detecteren object.

Bedieningskracht van een contactsensor

De bedieningskracht bepaalt hoeveel mechanische kracht nodig is om de contactsensor te activeren.

Dit is vooral belangrijk bij kleine, lichte of gevoelige onderdelen.

Een lage bedieningskracht kan gewenst zijn wanneer het werkstuk tijdens de detectie zo min mogelijk mag worden beïnvloed. Bij robuustere machineonderdelen kan een hogere bedieningskracht minder kritisch zijn.

Naast de bedieningskracht moet worden gekeken naar:

• toegestane mechanische slag;
• benaderingsrichting;
• snelheid van bediening;
• mechanische levensduur;
• uitvoering van de tastpen;
• maximaal toegestane mechanische belasting.

Bij precisietoepassingen moeten deze eigenschappen gezamenlijk worden beoordeeld.

Herhaalnauwkeurigheid van een precisieschakelaar

Bij eenvoudige aanwezigheidsdetectie is vaak voornamelijk belangrijk dát een object wordt gedetecteerd.

Bij een precisie-contactsensor kan juist de exacte positie waarop de sensor schakelt bepalend zijn.

De herhaalnauwkeurigheid geeft aan hoe consistent hetzelfde schakelpunt wordt bereikt wanneer de mechanische beweging meerdere keren wordt uitgevoerd.

Dit is onder andere belangrijk bij:

• machine-referentiepunten;
• nulpuntdetectie;
• tolerantiebewaking;
• gereedschapcontrole;
• matrijscontrole;
• fijnmechanische positionering;
• geautomatiseerde inspectie.

Hoe nauwkeuriger een machine moet positioneren of controleren, hoe belangrijker het wordt om niet alleen naar het nominale schakelpunt, maar ook naar de herhaalnauwkeurigheid van de contactsensor te kijken.

Contactsensor of inductieve sensor?

Een inductieve sensor detecteert metalen objecten zonder fysiek contact.

Dit heeft als voordeel dat er geen mechanische aanraking plaatsvindt en het detectieprincipe nauwelijks onderhevig is aan mechanische slijtage.

Een contactsensor kan daarentegen interessant zijn wanneer:

• het object niet van metaal is;
• een exact mechanisch referentiepunt belangrijk is;
• verschillende materialen worden verwerkt;
• materiaaleigenschappen kunnen variëren;
• een fysiek schakelpunt gewenst is;
• een hoge mechanische herhaalnauwkeurigheid noodzakelijk is.

Voor eenvoudige detectie van metalen onderdelen is een inductieve sensor vaak de logische keuze. Voor mechanische referentie- en precisiedetectie kan een contactsensor juist voordelen bieden.

Contactsensor of optische sensor?

Een optische sensor maakt contactloze detectie mogelijk en kan veel verschillende materialen detecteren.

Optische detectie kan echter afhankelijk van het sensorprincipe worden beïnvloed door eigenschappen zoals:

• kleur;
• contrast;
• transparantie;
• glans;
• reflectie;
• oppervlakte;
• vervuiling.

Een mechanische contactsensor reageert hier niet op. Zolang het object de sensor op de juiste positie bedient, kan het schakelpunt mechanisch worden vastgesteld.

Daarom kan contactdetectie interessant zijn wanneer producten sterk verschillen in kleur, reflectie of materiaal, terwijl de te controleren mechanische positie gelijk blijft.

Contactdetectie of contactmeting?

Contactdetectie en contactmeting zijn niet hetzelfde.

Een contactsensor uit deze categorie controleert voornamelijk of een bepaalde positie of grens is bereikt.

Een contactsensor kan bijvoorbeeld aangeven:

“Het werkstuk heeft het ingestelde referentiepunt bereikt.”

Een contactmeetsensor meet daarentegen een daadwerkelijke waarde, bijvoorbeeld:

“Het werkstuk is 8,37 mm verplaatst.”

Wanneer alleen een nauwkeurig schakelpunt noodzakelijk is, kan een mechanische precisieschakelaar voldoende zijn.

Wanneer een continue positie, afstand of verplaatsing moet worden gemeten, bekijk dan onze meetsensoren of LVDT-verplaatsingsopnemers.

Waar moet u op letten bij het kiezen van een contactsensor?

Bij het selecteren van een mechanische contactsensor of precisieschakelaar zijn verschillende eigenschappen belangrijk.

Denk onder andere aan:

• gewenste herhaalnauwkeurigheid;
• bedieningskracht;
• toegestane mechanische slag;
• bedieningsrichting;
• schakelfrequentie;
• mechanische levensduur;
• contactfunctie;
• maximale spanning;
• maximale schakelstroom;
• afmetingen van de behuizing;
• uitvoering van de tastpen;
• aansluiting;
• kabellengte;
• beschermingsklasse;
• temperatuur;
• beschikbare montageruimte.

Voor eenvoudige eindpositiedetectie gelden andere eisen dan voor nauwkeurige referentie- of tolerantiedetectie. Selecteer een contactsensor daarom altijd op basis van de daadwerkelijke functie binnen de machine.

Akusense contactsensoren en precisieschakelaars

Binnen het programma van Indusen zijn Akusense contactsensoren en precisieschakelaars beschikbaar voor nauwkeurige mechanische detectie.

Afhankelijk van de toepassing kunnen deze worden ingezet voor onder andere:

• eindpositiedetectie;
• referentiepunten;
• nulpuntdetectie;
• werkstukcontrole;
• gereedschapcontrole;
• matrijscontrole;
• mechanische tolerantiebewaking;
• nauwkeurige positionering.

Door verschillende uitvoeringen te vergelijken kan een geschikte contactsensor worden geselecteerd op basis van onder andere mechanische afmetingen, bedieningskracht, schakelfunctie, aansluiting en gewenste nauwkeurigheid.

Ook bij het vervangen van bestaande precisieschakelaars kunnen Akusense-uitvoeringen een interessant alternatief zijn.

Bestaande contactsensor vervangen

Een bestaande contactsensor, precisieschakelaar of mechanische positiesensor vervangen kan nodig zijn wanneer een bestaand type uit productie is, lange levertijden heeft of wanneer een technisch en economisch interessanter alternatief wordt gezocht.

Bij vervanging kijken we onder andere naar:

• fabrikant en typenummer;
• functie binnen de machine;
• schakelfunctie;
• mechanische bediening;
• herhaalnauwkeurigheid;
• bedieningskracht;
• mechanische slag;
• elektrische belasting;
• behuizingsafmetingen;
• bevestiging;
• aansluiting;
• beschermingsklasse;
• omgevingscondities.

Op basis daarvan kan een passende vervanger worden gezocht.

Akusense kan hierbij voor verschillende bestaande precisie-contactsensoren, waaronder uitvoeringen van andere fabrikanten zoals Baumer, een interessant alternatief bieden.

Een vervangende sensor hoeft namelijk niet noodzakelijk van dezelfde fabrikant te komen. Belangrijker is dat de mechanische en elektrische eigenschappen aansluiten bij de bestaande toepassing.

Bekijk ook onze mogelijkheden voor retrofit en vervanging.

Alternatief voor een bestaande precisieschakelaar

Wanneer een originele precisieschakelaar niet meer leverbaar is of relatief kostbaar wordt, kan een alternatief worden geselecteerd op basis van de werkelijke technische eisen.

Daarbij kijken we bijvoorbeeld naar:

• welk schakelpunt de machine nodig heeft;
• de vereiste herhaalnauwkeurigheid;
• de benodigde bedieningskracht;
• de mechanische slag;
• beschikbare montageruimte;
• elektrische schakelfunctie;
• aansluiting en bekabeling.

Hierdoor kan vaak een technisch passende oplossing worden gevonden zonder dat exact hetzelfde merk of typenummer noodzakelijk is.

Heeft u een bestaande contactsensor waarvan u een alternatief zoekt? Stuur ons dan bij voorkeur het volledige typenummer, een foto van de sensor en de montagesituatie en indien mogelijk een datasheet.

Daarmee kunnen wij gericht zoeken naar een passende vervanger.

Contactsensoren voor machinebouw en industriële automatisering

Mechanische contactsensoren en precisieschakelaars worden binnen vrijwel alle vormen van machinebouw toegepast.

Denk onder andere aan:

• verpakkingsmachines;
• assemblagemachines;
• machinegereedschappen;
• handling-systemen;
• testmachines;
• inspectiemachines;
• productiemachines;
• fijnmechanische systemen;
• automatiseringsinstallaties.

Bij nieuwe toepassingen kijken we naar de benodigde nauwkeurigheid, mechanische beweging, bedieningskracht, elektrische schakelfunctie en montage.

Bij bestaande machines kunnen we een huidig typenummer vergelijken met beschikbare alternatieven.

Daarbij kijken we niet alleen naar de aanschafprijs, maar ook naar technische compatibiliteit, beschikbaarheid en de benodigde aanpassingen aan de machine.

Contactsensor selecteren of vervangen?

Indusen ondersteunt OEM's, machinebouwers en industriële eindgebruikers bij het selecteren en vervangen van contactsensoren, mechanische positieschakelaars en precisieschakelaars.

Heeft u een nieuwe toepassing? Dan bekijken we samen welk detectieprincipe en welke uitvoering het beste aansluiten.

Heeft u al een bestaande sensor? Stuur ons het merk en volledige typenummer, eventueel aangevuld met een foto of datasheet. Wij kunnen de technische eigenschappen vergelijken en beoordelen welke alternatieven beschikbaar zijn.

Bekijk ook onze sensoroplossingen wanneer u ondersteuning zoekt bij andere industriële detectie- of positioneringsvraagstukken.

Van vraagstuk naar oplossing – technisch én economisch verantwoord.