Aufgabensammlung
TP 1110
Festo Didactic
566923 DE
Sensoren zur Objekterkennung
24 V
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10
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30
20
-20
10 403020 mm
40
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-40
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Sens
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zur
Obj
ekte
rken
nung
A
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bens
amm
lung
TP
1110
Festo weltweit
ArgentinienFesto S.A.Edison 2392(B1640 HRV) MartinezProv. Buenos AiresTel. ++54 (0)11/47 17 82 00, Fax 47 17 82 82 E-mail: [email protected]
AustralienFesto Pty. Ltd.Head Office (Melbourne)179-187 Browns Road, P.O. Box 261Noble Park Vic. 3174Call Toll Free 1300 88 96 96Fax Toll Free 1300 88 95 95Tel. ++ 61(0)3/97 95 95 55, Fax 97 95 97 87 E-mail: [email protected]
BelarusIP FestoMinsk, 220035Mascherov Prospekt, 78BelarusTel. ++375 (0)17/204 85 58, Fax 204 85 59 E-mail: [email protected]
BelgienFesto Belgium sa/nvRue Colonel Bourg 1011030 Bruxelles/BrusselTel. ++32 (0)2/702 32 11, Fax 702 32 09 E-mail: [email protected]
BrasilienFesto Automação Ltda.Rua Guiseppe Crespi, 76KM 12,5 - Via Anchieta04183-080 São Paulo SP-BrazílTel. ++55 (0)11/50 13 16 00, Fax 50 13 18 68 E-mail: [email protected]
BulgarienFesto EOOD1592 Sofia9, Christophor Kolumb Blvd.Tel. ++359 (0)2/960 07 12, Fax 960 07 13 E-mail: [email protected]
ChileFesto S.A.Mapocho 19016500151 Santiago de ChileTel. ++56 (0)2/690 28 00, Fax 695 75 90 E-mail: [email protected]
ChinaFesto (China) Ltd.1156 Yunqiao RoadJinqiao Export Processing ZonePudong,201206 Shanghai, PRCTel. ++86 (0)21/58 54 90 01, Fax 58 54 03 00 E-mail: [email protected]
DänemarkFesto A/SIslevdalvej 1802610 RødovreTel. ++45 70 21 10 90, Fax ++45 44 88 81 10 E-mail: [email protected]
DeutschlandFesto Didactic GmbH & Co. KGPostfach 10 07 1073707 EsslingenRechbergstraße 373734 EsslingenTel. 08 00/5 60 09 67Fax 08 00/5 60 08 43E-mail: [email protected]
EstlandFesto OY AB Eesti FiliaalLaki 11B12915 TallinnTel. ++372 666 15 60, Fax ++372 666 15 61 E-mail: [email protected]
FinnlandFesto OYMäkituvantie 9, P.O. Box 8601511 VantaaTel. ++358 (09)/87 06 51, Fax 87 06 52 00 E-mail: [email protected]
FrankreichFesto EurlNuméro Indigo Tel. 0820/204640, Fax 204641ZA des Maisons Rouges8 rue du Clos Sainte Catherine94367 Bry-sur-Marne cedexTel. ++33 (0)1/48 82 64 00, Fax 48 82 64 01 E-mail: [email protected]
GriechenlandFesto Ltd.40 Hamosternas Ave.11853 AthensTel. ++30 210/341 29 00, Fax 341 29 05 E-mail: [email protected]
GroßbritannienFesto LimitedApplied Automation Centre, Caswell RoadBrackmills Trading EstateNorthampton NN4 7PYTel. ++44 (0)1604/66 70 00, Fax 66 70 01 E-mail: [email protected]
HongkongFesto Ltd.Unit C&D, 7/F, Leroy Plaza15 Cheung Shun StreetCheung Sha Wan, KowloonHong KongTel. ++ 852/27 43 83 79, Fax 27 86 21 73 E-mail: [email protected]
IndienFesto Controls Private Ltd.237B,Bommasandra Industrial Area,Bangalore Hosur Highway,Bangalore 560 099Tel. ++91 (0)80/22 89 41 00, Fax 783 20 58 E-mail: [email protected]
IndonesienPT. FestoJL. Sultan Iskandar Muda No.68Arteri Pondok IndahJakarta 12240Tel. ++62 (0)21/27 50 79 00, Fax 27 50 79 98 E-mail: [email protected]
IranFesto Pneumatic S.K.# 2, 6th street, 16th avenue,Tehran 1581975411Km 8, Special Karaj Road, P.O.Box 15815-1485Tehran 1389793761Tel. ++98 (0)21 44 52 24 09, Fax ++98 (0)21 44 52 24 08E-mail: [email protected]
IrlandFesto LimitedUnit 5 Sandyford ParkSandyford Industrial EstateDublin 18Tel. ++ 353(0)1/295 49 55, Fax 295 56 80 E-mail: [email protected]
IsraelFesto Pneumatic Israel Ltd.P.O. Box 1076, Ha'atzma'ut Road 48Yehud 56100Tel. ++972 (0)3/632 22 66, Fax 632 22 77 E-mail: [email protected]
ItalienFesto S.p.AVia Enrico Fermi 36/3820090 Assago (MI)Tel. ++39 02/45 78 81, Fax 488 06 20 E-mail: [email protected]
JapanFesto K.K.1-26-10 Hayabuchi, Tsuzuki-kuYokohama 224-0025Tel. ++81 (0)45/593 56 10, Fax 593 56 78 E-mail: [email protected]
KanadaFesto Inc.5300 Explorer DriveMississauga, Ontario L4W 5G4Tel. ++1 (0)905/624 90 00, Fax 624 90 01 E-mail: [email protected]
KolumbienFesto Ltda.Avenida El Dorado No. 98-43BogotáTel. ++57 (0)1/404 80 88, Fax 404 81 01 E-mail: [email protected]
KroatienFesto d.o.o.Nova Cesta 18110000 ZagrebTel. ++385 (0)1/619 19 69, Fax 619 18 18 E-mail: [email protected]
LettlandFesto SIADeglava 601035 RigaTel. ++371 67/57 78 64, Fax 57 79 46 E-mail: [email protected]
LitauenFesto UABKaraliaus Mindago pr. 223000 KaunasTel. ++370 (8)7/32 13 14, Fax 32 13 15 E-mail: [email protected]
MalaysiaFesto Sdn.Berhad10 Persiaran IndustriBandar Sri Damansara, Wilayah Persekutuan52200 Kuala LumpurTel. ++60 (0)3/62 86 80 00, Fax 62 75 64 11 E-mail: [email protected]
MexikoFesto Pneumatic, S.A.Av. Ceylán 3, Col. Tequesquinahuac54020 Tlalnepantla, Edo. de MéxicoTel. ++52 (01)55/53 21 66 00, Fax 53 21 66 55 E-mail: [email protected]
NeuseelandFesto LimitedMT. WellingtonAuckland NZTel. ++64 (0)9/574 10 94, Fax 574 10 99 E-mail: [email protected]
NiederlandeFesto B.V.Schieweg 622627 AN DelftTel. ++31 (0)15/251 88 99, Fax 261 10 20 E-mail: [email protected]
NigeriaFesto Automation Ltd.Motorways Centre, First Floor, Block CAlausa, Ikeja, Lagos, NIGERIATel. ++234 (0)1/794 78 20, Fax 555 78 94 E-mail: [email protected]
NorwegenFesto ASOle Deviks vei 20666 OsloNorwayTel. ++47 22 72 89 50, Fax ++47 22 72 89 51 E-mail: [email protected]
ÖsterreichFesto Gesellschaft m.b.H.Linzer Straße 2271140 WienTel. ++43 (0)1/9 10 75-0, Fax 9 10 75-250 E-mail: [email protected]
PeruFesto S.R.L.Calle Amador Merino Reyna #480San IsidroLima, PerúTel. ++51 (0)1/222 15 84, Fax 222 15 95
PhilippinenFesto Inc.KM 18, West Service RoadSouth Superhighway1700 Paranaque City, Metro ManilaTel. ++63 (0)2/776 68 88, Fax 823 42 19 E-mail: [email protected]
PolenFesto Sp. z o.o.Janki k/Warszawy, ul. Mszczonowska 705090 RaszynTel. ++48 (0)22/711 41 00, Fax 711 41 02 E-mail: [email protected]
Republik KoreaFesto Korea Co., Ltd.470-1 Gasan-dong, Geumcheon-guSeoul #153-803Tel. ++82 (0)2/850 71 14, Fax 864 70 40 E-mail: [email protected]
RumänienFesto S.R.L.St. Constantin 17010217 BucurestiTel. ++40 (0)21/310 29 83, Fax 310 24 09 E-mail: [email protected]
RusslandFesto-RF OOOMichurinskiy prosp., 49119607 MoskowTel. ++7 495/737 34 00, Fax 737 34 01 E-mail: [email protected]
SchwedenFesto ABStillmansgatan 1, P.O. Box 2103820021 MalmöTel. ++46 (0)40/38 38 40, Fax 38 38 10 E-mail: [email protected]
SchweizFesto AGMoosmattstrasse 248953 Dietikon ZHTel. ++41 (0)44/744 55 44, Fax 744 55 00 E-mail: [email protected]
SingapurFesto Pte. Ltd.6 Kian Teck WaySingapore 628754Tel. ++65/62 64 01 52, Fax 62 61 10 26 E-mail: [email protected]
SlowakeiFesto spol. s r.o.Gavlovicová ul. 183103 Bratislava 3Tel. ++421 (0)2/49 10 49 10, Fax 49 10 49 11 E-mail: [email protected]
SlowenienFesto d.o.o. LjubljanaIC Trzin, Blatnica 81236 TrzinTel. ++386 (0)1/530 21 00, Fax 530 21 25 E-mail: [email protected]
SpanienFesto Pneumatic, S.A.Tel. 901243660 Fax 902243660Avenida Granvia, 159Distrito económico Granvia L'HES-08908 Hospitalet de Llobregat, BarcelonaTel. ++ 3493/261 64 00, Fax 261 64 20 E-mail: [email protected]
SüdafrikaFesto (Pty) Ltd.22-26 Electron Avenue, P.O. Box 255Isando 1600Tel. ++27 (0)11/971 55 00, Fax 974 21 57 E-mail: [email protected]
TaiwanFesto Co., Ltd.Head Office24450, No. 9, Kung 8th RoadLinkou 2nd Industrial ZoneLinkou Hsiang, Taipei HsienTaiwan, R.O.C.Tel. ++886 (0)2 26 01 92 81, Fax ++886 (0)2 26 01 92 86-7 E-mail: [email protected]
ThailandFesto Ltd.67/1 Moo 6 Phaholyothin RoadKlong 1, Klong Luang,Pathumthani 12120Tel. ++66 29 01 88 00, Fax ++66 29 01 88 33 E-mail: [email protected]
Tschechische RepublikFesto, s.r.o.Modøanská 543/76147 00 Praha 4Tel. ++420 261 09 96 11, Fax 241 77 33 84 E-mail: [email protected]
TürkeiFesto San. ve Tic. A.S.Tuzla Mermerciler OrganizeSanayi Bölgesi, 6/18 TR34956 Tuzla - Istanbul/TRTel. ++90 (0)216/585 00 85, Fax 585 00 50 E-mail: [email protected]
UkraineFesto UkrainaBorisoglebskaja 11Kiev 04070Tel. ++380 (0)44/239 24 33, Fax 463 70 96 E-mail: [email protected]
UngarnFesto Kft.Csillaghegyi út 32-34.1037 BudapestTel. ++36 1/436 51 11, Fax 436 51 01E-mail: [email protected]
VenezuelaFesto C.A.Av. 23, Esquina calle 71, No. 22-62Maracaibo, Edo. ZuliaTel. ++58 (0)261/759 09 44, Fax 759 04 55 E-mail: [email protected]
Vereinigte StaatenFesto Corporation (New York)Call Toll-free 800/993 3786Fax Toll-free 800/963 3786395 Moreland Road, P.O.Box 18023Hauppauge, N.Y. 11788Tel. ++ 1(0)314/770 01 12, Fax 770 16 84 E-mail: [email protected]
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das Trainingspaket Sensoren zur Objekterkennung ist nur zu benutzen:
• für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb
• in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand
Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten
sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib
und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen.
Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich
Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die
Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die
in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des
Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes
außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden
vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.
Bestell-Nr.: 566923
Stand: 09/2009
Autoren: Frank Ebel, Markus Pany
Grafik: Doris Schwarzenberger
Layout: 09/2009, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2009
Internet: www.festo-didactic.com
E-Mail: [email protected]
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts verboten,
soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte
vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen
durchzuführen.
Hinweis
Soweit in dieser Broschüre nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist, sind selbstverständlich auch
Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint. Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine
geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem
besseren Verständnis der Formulierungen.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 III
Inhalt
Vorwort ______________________________________________________________________________ IV
Einleitung ______________________________________________________________________________ VI
Arbeits- und Sicherheitshinweise __________________________________________________________ VII
Gerätesatz Sensoren zur Objekterkennung (TP 1110) __________________________________________ VIII
Aufgaben
Aufgabe 1 Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads ________________________________________________ 1
Aufgabe 2 Abfragen der Stellung eines Ventilschiebers ___________________________________________ 9
Aufgabe 3 Kontrollieren von Konservendosen _________________________________________________ 19
Aufgabe 4 Sortieren von Unterlegscheiben ___________________________________________________ 25
Aufgabe 5 Messen der Dicke von Stahlscheiben _______________________________________________ 30
Aufgabe 6 Sortieren von Flachdichtungen ____________________________________________________ 38
Aufgabe 7 Regeln des Durchhangs an einer Bandzugeinrichtung __________________________________ 45
Aufgabe 8 Überwachen eines elektrisch angetriebenen Hoftors ___________________________________ 55
Aufgabe 9 Zuführen von Kronkorken ________________________________________________________ 63
Aufgabe 10 Sortieren von Werkstücken ______________________________________________________ 72
Aufgabe 11 Nachweisen von Leitersprossen __________________________________________________ 80
Aufgabe 12 Überwachen von Füllständen ____________________________________________________ 88
Aufgabe 13 Erfassen verschiedenfarbiger Transportkisten _______________________________________ 97
Aufgabe 14 Kontrollieren von Gewinden ____________________________________________________ 102
Aufgabe 15 Überwachen der Materialzufuhr einer Presse _______________________________________ 106
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923
Vorwort
Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen
Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des
Lernsystems:
• Technologieorientierte Trainingspakete
• Mechatronik und Fabrikautomation
• Prozessautomation und Regelungstechnik
• Robotino® – Lernen und forschen mit mobilen Robotern
• Hybride Lernfabriken
Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik,
Elektropneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Speicherprogrammierbare
Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik und elektrischen Antrieben.
Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Pakete
hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen
Antrieben möglich.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 V
Alle Lernpakete besitzen eine identische Struktur:
• Hardware
• Teachware
• Software
• Seminare
Die Hardware setzt sich aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Systemen zusammen.
Die didaktisch-methodische Aufbereitung der Teachware ist auf die Trainings-Hardware abgestimmt. Die
Teachware umfasst:
• Lehrbücher (mit Übungen und Beispielen)
• Arbeitsbücher (mit praktischen Aufgaben, ergänzenden Hinweisen und Lösungen)
• Aufgabensammlungen (mit praktischen Aufgaben und ergänzenden Hinweisen)
• Transparentfolien und Videos (zur lebendigen Unterrichtsgestaltung)
Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht
konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet.
Aus dem Bereich Software werden Computer-Lernprogramme, Simulations-, Visualisierungs-,
Projektierungs-, Konstruktions- und Programmiersoftware bereitgestellt.
Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und
Weiterbildung ab.
Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch?
Dann senden Sie eine E-Mail an: [email protected]
Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923
Einleitung
Die vorliegende Aufgabensammlung ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der
Firma Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus-
und Weiterbildung. Das Trainingspaket TP 1110 behandelt das Thema Sensoren zur Objekterkennung.
Besonders hervorzuheben sind dabei die Inhalte Aufbau, Funktion, Anschluss, Einsatzgebiete und Auswahl
von Sensoren auf der Grundlage der Anforderungen einer Anwendung.
Voraussetzung für den Aufbau der Schaltungen ist ein fester Arbeitsplatz ausgestattet mit einer Festo
Didactic Profilplatte und einem kurzschlusssicheren Netzgerät mit einer Ausgangsspannung von 24 V DC.
Mit dem Gerätesatz TP 1110 werden die kompletten Schaltungen der 15 Aufgabenstellungen aufgebaut. Die
theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgaben enthält das Lehrbuch
• Näherungsschalter, Bestell-Nr. 093045.
Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Komponenten (Sensoren, Messgeräte usw.) zur Verfügung.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 VII
Arbeits- und Sicherheitshinweise
Allgemein
• Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen
arbeiten.
• Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten, insbesondere auch alle
Hinweise zur Sicherheit!
• Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen beim Schulungsbetrieb nicht erzeugt
werden und sind umgehend zu beseitigen.
Mechanik
• Montieren Sie alle Komponenten fest auf die Profilplatte.
• Beachten Sie Angaben zur Platzierung der Komponenten.
Elektrik
• Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 24 V DC.
• Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen nur in spannungslosem Zustand!
• Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern.
• Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den
Leitungen.
Befestigungstechnik
Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A, B oder C ausgestattet:
• Variante A, Rastsystem
Leichte nicht belastbare Geräte (z.B. Wege-Ventile, Sensoren). Geräte einfach in die Nut der Profilplatte
einklipsen. Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels.
• Variante B, Drehsystem
Mittelschwere belastbare Geräte (z.B. Pneumatikzylinder). Diese Geräte werden durch
Hammerschrauben auf die Profilplatte gespannt. Das Spannen bzw. Lösen erfolgt über die blaue
Griffmutter.
• Variante C, Schraubsystem
Für schwer belastbare Geräte bzw. Geräte die selten von der Profilplatte gelöst werden (z.B.
Einschaltventil mit Filterregelventil). Die Geräte werden mit Zylinderschrauben und Hammermutter
befestigt.
Empfohlenes Zubehör
Zur Auswertung der aufgebauten Schaltungen wird ein Digital-Multimeter benötigt. Mit dem Digital-
Multimeter werden:
• Betriebsspannungen, Ausgangsspannungen und Ausgangsströme gemessen.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923
Gerätesatz Sensoren zur Objekterkennung (TP 1110)
Der Gerätesatz Sensoren zur Objekterkennung (TP 1110) vermittelt Kenntnisse über die Grundprinzipien
und den Einsatz von magnetoresistiven, induktiven, kapazitiven und optischen Näherungsschaltern. Er
enthält alle Komponenten, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann mit
anderen Gerätesätzen beliebig erweitert werden. Zum Aufbau funktionsfähiger Schaltungen werden
zusätzlich die Profilplatte, ein Netzgerät und ein Digital-Multimeter benötigt.
Komponente Bestell-Nr. Menge
Meldeeinrichtung und Verteiler, elektrisch 162244 1
Näherungsschalter, induktiv, M12 548643 1
Sensor, induktiv, mit Analogausgang, M12 548644 1
Näherungsschalter, induktiv, M18 548645 1
Einweg-Lichtschranke, Empfänger 548647 1
Einweg-Lichtschranke, Sender 548648 1
Reflex-Lichtschranke 548649 1
Reflektor (Tripelspiegel), 20 mm 548650 1
Näherungsschalter, kapazitiv, M12 548651 1
Lichtleitergerät 548655 1
Reflex-Lichttaster mit Hintergrundausblendung 548656 1
Lichtleiter 548659 1
Objektsortiment 549830 1
Verschiebeschlitten 549842 1
Näherungsschalter, magnetoresistiv 566199 1
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 IX
Grafische Symbole des Gerätesatzes
Komponente Grafisches Symbol Komponente Grafisches Symbol
Meldeeinrichtung und
Verteiler, elektrisch
Reflex-Lichtschranke 1
3
4
Näherungsschalter, induktiv,
M12 1
3
4
Näherungsschalter, kapazitiv,
M12 1
3
4
Sensor, induktiv, mit
Analogausgang, M12 U
I
1
3
4
2
Lichtleitergerät 1
3
4
2
Näherungsschalter, induktiv,
M18 1
3
4
Reflex-Lichttaster mit
Hintergrundausblendung 1
3
4
2
Einweg-Lichtschranke,
Empfänger 1
3
4
Näherungsschalter,
magnetoresistiv 1
3
4
Einweg-Lichtschranke, Sender 1
3
2
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 1
Aufgabe 1
Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
Lernziele
Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben
• kennen Sie Aufbau und Funktion eines magnetoresistiven Näherungsschalters
• kennen Sie das Schaltverhalten eines magnetoresistiven Näherungsschalters
• kennen Sie Grundlagen der Anschlusstechnik und Schaltungstechnik von Näherungsschaltern
Problemstellung
Zur Drehzahlerfassung an einem nichtmetallischen Zahnrad ist der Einsatz eines kontaktlosen
Näherungsschalters vorgesehen. Hierzu wird auf einem Zahn des Zahnrades ein Magnet montiert. Ein
sicheres Schalten muss gewährleistet sein. Es soll die Schaltkurve des Näherungsschalters ermittelt
werden. Hierbei ist auch der Einfluss durch die Orientierung der magnetischen Polachse zu untersuchen.
Lageplan
Magnetischer Näherungsschalter zur Drehzahlerfassung
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
2 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923
Projektauftrag
1. Beschreiben Sie den Aufbau und die Funktion eines magnetoresistiven Näherungsschalters.
2. Untersuchen Sie das Schaltverhalten des magnetoresistiven Näherungsschalters.
3. Untersuchen Sie den Einfluss der Orientierung der magnetischen Polachse.
Arbeitshilfen
• Datenblätter
• Lehrbuch Näherungsschalter
Hinweis
Die elektrische Spannungsversorgung ist erst einzuschalten, nachdem alle Anschlüsse hergestellt und
kontrolliert sind. Nach Abschluss der Aufgabe ist die Spannungsversorgung wieder auszuschalten, bevor
die Komponenten abgebaut werden.
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923 Name: __________________________________ Datum: ____________ 3
Beschreiben der Funktion
– Beschreiben Sie die Funktion des magnetoresistiven Näherungsschalters
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
– Ergänzen Sie das Schaltzeichen des magnetoresitiven Näherungsschalters.
Vorgaben:
• Der Näherungsschalter arbeitet berührungslos,
• reagiert auf Annäherung eines Magneten und
• hat als Schaltausgang einen Schließerkontakt.
1
3
4
– Füllen Sie die folgende Tabelle vollständig aus. Entnehmen Sie die erforderlichen Daten dem Datenblatt
des magnetoresistiven Näherungsschalters.
Parameter Wert
Betriebsspannung (DC)
Schaltstrom
Schaltfrequenz
Schaltausgang
Schaltzustandsanzeige
Reproduzierbarkeit des Schaltwertes
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
4 Name: __________________________________ Datum: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 566923
Ermitteln des Schaltverhaltens
– Montieren Sie die Meldeeinrichtung, den Verschiebeschlitten und den magnetoresistiven
Näherungsschalter auf die Profilplatte.
– Montieren Sie den magnetoresistiven Näherungsschalter 1 Nut versetzt zu der Nut, in der Sie den
Verschiebeschlitten montiert haben.
0V
0 10 20 30 40 50
24
VQ
1Q
2Q
3
Aufbau
– Schließen Sie die elektrische 24 V Spannungsversorgung und den magnetoresistiven
Näherungsschalter an die Meldeeinrichtung an. Ergänzen Sie den Schaltplan.
24 V
1
3
4
24 V
0 V
Q1
B
Elektrischer Schaltplan
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
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– Ergänzen Sie die Geräteliste. Tragen Sie alle Komponenten ein, die Sie zur Untersuchung des
Schaltverhaltens benötigen.
Menge Komponente
1
1
1
1 Netzgerät 24 V DC
Nr. Einzelteil
1 Werkstückhalter
2 Magnet 1, auf Trägerplatte
3 Magnet 2, auf Trägerplatte
Einzelteile des Objektsortiments
Versuch 1
– Setzen Sie den Werkstückhalter aus dem Objektsortiment in die Werkstückaufnahme des
Verschiebeschlittens ein.
– Nehmen Sie Magnet 1 aus dem Objektsortiment und schieben Sie ihn in den Werkstückhalter.
– Schieben Sie die Werkstückaufnahme des Verschiebeschlittens an den Anschlag (Skalenwert „0 mm“).
Positionieren Sie den Näherungsschalter und den Verschiebeschlitten so, dass der Abstand zwischen
Magnet und Näherungsschalter möglichst gering ist.
– Bewegen Sie den Magneten entlang der Näherungsschalterlängsachse. Tragen Sie im Diagramm die
Punkte ein, bei denen der Näherungsschalter auf den Magneten anspricht. Dieses Ansprechen erkennen
Sie daran, dass die in den Näherungsschalter eingebaute Leuchtdiode aufleuchtet. Die in der
Meldeeinrichtung eingebaute Leuchtdiode leuchtet ebenfalls auf.
– Der Abstand zwischen Magnet und Näherungsschalter wird in 2 mm Schritten erhöht. Der Trägerstreifen
des Magneten wird jeweils 50 mm bzgl. der Mitte der aktiven Fläche des Näherungsschalters (blauer
Punkt) bewegt. Der Fahrweg ist bei jeder Messung komplett zu durchfahren.
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
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Hinweis
Beachten Sie bei Ihren Messungen, dass für den Näherungsschalter die Einschaltpunkte und die
Ausschaltpunkte nicht zusammenfallen. Nähern Sie den Magneten z.B. von links an den unbetätigten
Näherungsschalter bis dieser seinen Schaltzustand ändert, so erhalten Sie den Einschaltpunkt. Entfernen
Sie den Magneten nun wieder nach links, bis der Näherungsschalter vom betätigten in den unbetätigten
Schaltzustand übergeht, so erhalten Sie den Ausschaltpunkt. Die Wegdifferenz zwischen diesen beiden
Punkten bezeichnet man als Hysterese.
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50
mm
-40
-50
Schaltkurve Magnet 1
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
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Versuch 2
– Nehmen Sie nun Magnet 2 aus dem Objektsortiment, und wiederholen Sie den oben beschriebenen
Vorgang.
– Tragen Sie im Diagramm die Punkte ein, bei denen der Näherungsschalter auf diesen Magneten
anspricht.
10
-30
30
20
-20
10 403020 mm
40
50
mm
-40
-50
Schaltkurve Magnet 2
Aufgabe 1 – Erfassen der Drehzahl eines Zahnrads
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Einfluss der Orientierung der Polachse
– Beschreiben Sie den Einfluss der Orientierung der magnetischen Polachse.
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Beantworten Sie die folgenden Fragen.
– Nennen Sie zwei weitere Möglichkeiten, ein Magnetfeld nachzuweisen. Erklären Sie kurz die Funktion
dieser Näherungsschalter.
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– Erklären Sie den Begriff magnetoresistiv.
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