SENSORIK & INTEGRATION
Ultraschallsensorik für den industriellen Einsatz
Von der kompakten Sensorik im Werkzeug bis zur direkten Messung im Schmelzekanal: Moldsonics entwickelt Ultraschallsensoren für unterschiedliche Messaufgaben in der Kunststoffverarbeitung.
Wir unterstützen Sie bei der mechanischen Integration, der Anbindung an bestehende Maschinen und der Inbetriebnahme – von der einzelnen Messstelle bis zur vollständig integrierten Maschinenlösung.
Zwei Sensorkonzepte für unterschiedliche Messaufgaben
Je nach Anwendung kommen unterschiedliche Ultraschallsensoren zum Einsatz. Unser kompakter Standardsensor wird in Werkzeuge und Maschinenkomponenten integriert. Für die direkte Schmelzebewertung mit SonicScan verwenden wir eine spezielle, medienberührende Sensorausführung.
Kompakter Ultraschallsensor
Unser Standardsensor hat einen Durchmesser von nur 10 mm und eine Höhe von 8 mm. Damit lässt er sich platzsparend in Werkzeuge und Massezylinder integrieren.
- – Sensordurchmesser: 10 mm
- – Sensorhöhe: 8 mm
- – Kabeldurchmesser: 1,8 mm
- – Temperaturbeständigkeit: bis 120 °C
- – Hochtemperaturvariante: bis 300 °C
Für die mechanische Integration stehen eine Einbauanleitung und CAD-Daten zur Verfügung.
Sensorik für die direkte Schmelzebewertung
Für SonicScan kommt eine spezielle Ultraschallsensorik zum Einsatz, die direkt mit der Kunststoffschmelze in Kontakt steht. Der Sensor verfügt über einen ½″-UNF-Gewindeanschluss und wird anwendungsspezifisch in den Schmelzekanal integriert.
Da die mechanische Integration von der jeweiligen Maschine und Einbausituation abhängt, stimmen wir die technische Ausführung direkt mit unseren Kunden und Maschinenherstellern ab.
Sie planen eine SonicScan-Integration? Kontaktieren Sie uns für die technische Abstimmung.
Einfach in bestehende Maschinen und Prozesse integrierbar
Die Integration unserer Ultraschallsensorik wird auf die jeweilige Messaufgabe abgestimmt. Je nach Anwendung erfolgt der Einbau beispielsweise in einer Bohrung im Werkzeug, an der Plastifiziereinheit oder direkt im Schmelzekanal.
Auch die Anbindung an bestehende Maschinen und Steuerungssysteme ist unkompliziert. Dafür verwenden wir standardisierte Schnittstellen mit digitalen oder analogen Spannungssignalen. Bei direkten OEM-Integrationen ist auch eine Kommunikation über OPC UA möglich.
Von der Auswahl geeigneter Sensorpositionen bis zur Inbetriebnahme unterstützen wir unsere Kunden bei der technischen Umsetzung.
SonicWear – Verschleißmessung
Ultraschallsensoren werden an definierten Messpositionen im Plastifizierzylinder integriert. So lässt sich der Verschleißzustand von Schnecke und Zylinder erfassen, ohne die Schnecke für die Messung ausbauen zu müssen.
SonicScan – Schmelzebewertung
Zwei gegenüberliegende Ultraschallsensoren werden beispielsweise in einem Messflansch integriert und stehen in direktem Kontakt mit der Kunststoffschmelze. Die Ultraschallübertragung durch den Schmelzekanal ermöglicht die Bewertung des Schmelzezustands während des Prozesses.
Werkzeugsensorik – Prozessüberwachung
Unsere kompakten Ultraschallsensoren werden in präzise gefertigten Sacklochbohrungen hinter der Werkzeugoberfläche integriert. Die Messung erfolgt durch den Werkzeugstahl, ohne direkten Kontakt zur Kunststoffschmelze.
ELEKTRONIKEINHEITEN
Anwendungsspezifische Auswertung
Unsere Ultraschallsensorik lässt sich für unterschiedliche Messaufgaben einsetzen. Die jeweilige Elektronikeinheit und Signalverarbeitung sind auf die Anwendung abgestimmt und liefern die entsprechenden Messwerte oder Prozesssignale.
Messungen an der Plastifiziereinheit
SonicWear – Verschleißmessung
Ultraschallbasierte Verschleißmessung für Schnecken und Zylinder – ohne Ausbau der Schnecke. Geeignet für wiederkehrende Zustandsbewertungen und nachvollziehbare Verschleißtrends.
Ausgabe / Anbindung: Zustands- und Trenddaten zur Wartungsplanung; je nach Integration z. B. über digitale/analoge Schnittstellen, OPC UA oder OEM-spezifische Anbindung.
SonicScan – Schmelzebewertung
Bewertet den Zustand der Kunststoffschmelze direkt im Schmelzekanal und macht Inhomogenitäten sowie relevante Prozessveränderungen sichtbar.
Ausgabe / Anbindung: Kurvenverläufe und Prozesskennwerte zur Schmelzebewertung; Anbindung je nach Anwendung über Maschinenintegration, digitale/analoge Signale oder OPC UA.
Messungen in Werkzeugen und Prozessen
MoldFront – Fließfrontdetektion
Erkennt berührungslos, wann die Kunststoffschmelze definierte Positionen im Werkzeug erreicht. Geeignet zur Fließfrontdetektion und prozessnahen Ereigniserkennung.
Ausgabe / Anbindung: Zeitpunkte und Schaltsignale für Fließfrontereignisse; einfache Einbindung über digitale Signale in bestehende Maschinen- und Regelsysteme.
MoldUni – Werkzeug- und Prozessüberwachung
Erfasst Ultraschallsignale aus dem Werkzeug und ermöglicht zusätzliche Einblicke in Füll-, Ablöse- und Kühlvorgänge im Prozess.
Ausgabe / Anbindung: Zeit- und Prozessinformationen zur Werkzeug- und Prozessanalyse; Anbindung über digitale/analoge Signale in bestehende Maschinen- und Regelsysteme.
MoldReact – Vernetzung und Aushärtung
Unterstützt die Überwachung von Aushärtungs- und Vernetzungsprozessen durch die Auswertung materialabhängiger Ultraschallveränderungen.
Ausgabe / Anbindung: Verlaufssignale und Kennwerte zur Beurteilung von Reaktions- und Heizprozessen; Integration anwendungsspezifisch je nach Maschine und Prozessumgebung.
Von der Einbauplanung bis zur Inbetriebnahme
Jede Messaufgabe bringt unterschiedliche Anforderungen an Sensorpositionierung, mechanischen Einbau und Maschinenanbindung mit sich. Wir begleiten unsere Kunden bei der technischen Umsetzung und unterstützen dabei, eine passende Integrationslösung zu finden.
01 – Anwendung prüfen
Wir bewerten gemeinsam die Messaufgabe, die Einbausituation und die technischen Anforderungen.
02 – Integration umsetzen
Wir unterstützen bei der Auswahl geeigneter Sensorpositionen sowie bei der mechanischen und elektrischen Integration.
03 – Inbetriebnahme begleiten
Wir begleiten die Inbetriebnahme und unterstützen bei der Einrichtung und Überprüfung der Messung.
Für die technische Unterstützung bieten wir auch definierte Servicepakete wie MoldCheck und MachineCheck an. Welcher Umfang für Ihre Anwendung sinnvoll ist, klären wir gerne gemeinsam.
TECHNISCHE UNTERLAGEN
Alles für die technische Einplanung
Für die Integration unserer Standardsensoren stellen wir technische Unterlagen zur Verfügung. Die Einbauanleitung können Sie direkt herunterladen. CAD-Daten für die konstruktive Einplanung erhalten Sie auf Anfrage.
Häufige Fragen zur Sensorik und Integration
Antworten auf technische Fragen zu unseren Ultraschallsensoren, deren Einbau und der Anbindung an bestehende Maschinen und Prozesse.
Wie groß ist der Messbereich am Kunststoffbauteil?
Unsere Ultraschallsensoren arbeiten mit einem Öffnungswinkel von etwa 4°. Bei typischen Einbaubedingungen mit rund 20 mm Abstand zur Kavitätsoberfläche liegt der für die Messung relevante Bereich erfahrungsgemäß in der Größenordnung von etwa 2 bis 4 mm. Die tatsächliche räumliche Auflösung hängt unter anderem von der Einbausituation und der jeweiligen Messaufgabe ab.
Wo werden die Sensoren üblicherweise positioniert?
Die Sensorpositionen richten sich nach den Informationen, die im jeweiligen Prozess erfasst werden sollen. Im Spritzgießwerkzeug ist beispielsweise eine Kombination aus einer angussnahen und einer angussfernen Messposition üblich. Damit lassen sich unterschiedliche Phasen des Füll- und Abkühlvorgangs erfassen. Die konkrete Positionierung stimmen wir anwendungsspezifisch ab.
Sind die Ultraschallsensoren temperaturbeständig?
Unser kompakter Standardsensor ist für Temperaturen bis 120 °C erhältlich. Für Anwendungen mit höheren thermischen Anforderungen bieten wir eine Hochtemperaturvariante bis 300 °C an. Welche Ausführung geeignet ist, hängt von den tatsächlichen Einsatzbedingungen ab.
Können auch glasfaserverstärkte Kunststoffe gemessen werden?
Ja. Bei glasfaserverstärkten Kunststoffen mit Anteilen bis etwa 20 % ist die Ultraschallmessung in vielen Anwendungen gut möglich. Wir haben auch bereits bei höheren Glasfaseranteilen gemessen. Ab etwa 20 % empfehlen wir jedoch eine technische Abstimmung, da die Messbarkeit von Material, Bauteilgeometrie und Messaufgabe abhängt.
Welche elektrischen Anschlüsse werden benötigt?
Standardmäßig benötigen unsere Elektronikeinheiten eine 24-V-Gleichspannungsversorgung und ein geeignetes Triggersignal aus dem Maschinenprozess. Das Triggersignal dient dazu, die Ultraschallmessung dem jeweiligen Prozessabschnitt zuzuordnen. Weitere Anschlüsse hängen von der Anwendung und der gewünschten Maschinenintegration ab.
Wie viele Sensoren können an eine Elektronikeinheit angeschlossen werden?
Die Anzahl der Sensoranschlüsse hängt von der jeweiligen Elektronikeinheit ab. Bei der Werkzeugsensorik werden standardmäßig zwei Sensoren eingesetzt, bei SonicWear typischerweise drei Sensoren und bei SonicScan zwei gegenüberliegende Sensoren. Anwendungsspezifische Konfigurationen stimmen wir individuell ab.
Unterscheiden sich die Sensoren für Reflexions- und Transmissionsmessungen?
Nein. Unsere Ultraschallsensoren können sowohl als Sender als auch als Empfänger eingesetzt werden. Bei Reflexionsmessungen werden die zurückkommenden Echos erfasst, während bei Transmissionsmessungen das Ultraschallsignal zwischen gegenüberliegenden Sensoren übertragen wird. Die jeweilige Messanordnung richtet sich nach der Anwendung.
Haben Standard- und Hochtemperatursensor die gleichen Abmessungen?
Ja. Beide Varianten besitzen dieselben Sensorabmessungen mit 10 mm Durchmesser und 8 mm Höhe. Der Unterschied liegt unter anderem in der Kabelausführung. Das Standardkabel hat einen Durchmesser von 1,8 mm. Bei der Ausführung mit Metallschutzschlauch beträgt der Außendurchmesser etwa 5 mm.
Können die Sensoren in bestehende Werkzeuge und Maschinen nachgerüstet werden?
Eine Nachrüstung ist grundsätzlich möglich, sofern geeignete Einbaupositionen und die erforderlichen mechanischen Voraussetzungen vorhanden sind. Insbesondere die Geometrie und Fertigungsqualität der Sensorbohrung sind für eine zuverlässige Messung entscheidend. Wir unterstützen gerne bei der Bewertung bestehender Werkzeuge und Maschinen.
Kommen die Sensoren mit der Kunststoffschmelze in Kontakt?
Das hängt von der Anwendung ab. Unsere Standardsensoren können hinter der Werkzeugoberfläche beziehungsweise außerhalb des Schmelzekontakts installiert werden und messen durch den Stahl. Für SonicScan verwenden wir hingegen spezielle, medienberührende Sensoren, die direkt im Schmelzekanal integriert werden.
Wie werden die Messwerte an die Maschinensteuerung übertragen?
Je nach Messaufgabe stehen standardisierte digitale oder analoge Spannungssignale zur Verfügung. Bei direkten Maschinen- und OEM-Integrationen sind auch weiterführende Kommunikationslösungen wie OPC UA möglich. Die geeignete Anbindung stimmen wir auf die vorhandene Maschinensteuerung und die benötigten Messinformationen ab.
Gibt es Einbauanleitungen und CAD-Daten für die Sensorintegration?
Ja. Für unsere Standardsensoren stellen wir eine Einbauanleitung zum Download bereit. CAD-Daten für die konstruktive Einplanung sind ebenfalls verfügbar. Für SonicScan und spezielle Einbausituationen empfehlen wir eine direkte technische Abstimmung mit Moldsonics.
