月: 2023年4月

Was ist ein magnetischer Abscheider?

Ein magnetischer Abscheider ist ein Gerät, das die Magnetkraft zur Trennung von Gegenständen nutzt.

Magnetische Abscheider werden zur Entfernung von Spänen und Schlamm aus dem Schneidöl von Schleifmaschinen, zur Trennung von Materialien aus Industrieabfällen und zur Trennung von Fremdkörpern aus Lebensmitteln eingesetzt. Zur Erzeugung der Magnetkraft stehen elektromagnetische und permanentmagnetische Systeme zur Verfügung.

Anwendungen von magnetischen Abscheidern

1. Für Werkzeugmaschinen

Magnetische Abscheider werden an Schleifmaschinen, Schabemaschinen, Honmaschinen und verschiedenen Bearbeitungszentren zur Zerspanung von Gussstücken eingesetzt. Wenn das Kühlmittel von der Maschine in den Kühlmitteltank zurückfließt, werden die Späne durch den magnetischen Abscheider aufgefangen. Das Kühlmittel kann sowohl wasserlöslich als auch öllöslich sein.

Neben der Art des Kühlmittels wird die Größe des magnetischen Abscheiders auf der Grundlage des Kühlmitteldurchsatzes und der Menge der ausgetragenen Späne ausgewählt. Es ist auch wichtig, den Magnettyp der Magnettrommel und das Material der Quetschwalze nach der Art der Späne und anderen Faktoren auszuwählen.

2. Zur Materialabscheidung

Magnetische Abscheider werden an der Oberseite des Förderers aufgehängt, um ferromagnetische Materialien wie Dosen, Stahlspäne und Eisenklumpen auszusortieren. Diese Abscheider verwenden Dauermagnete, erzeugen keine Wärme und haben geringe Betriebskosten.

Diese Separatoren werden für die Rückgewinnung von Metallen aus Industrieabfällen und Sperrmüll, für das Recycling von Wertstoffen wie Aluminium, Reifen, Holzspänen und Tierfutter, für das Recycling von Erzen, Ofenschlacke und Kohle sowie für die Rückgewinnung von Eisen aus Gießereisand und Müllverbrennungsanlagen eingesetzt.

Trommelmagnetische Abscheider sind trommeldrehende Magnetabscheider. Sie werden auf Förderbändern oder an den Auslässen von Anlagen installiert. Vertikal geteilte halbzylindrische Magnete drehen sich, um automatisch Eisen zu erfassen.

Sie werden eingesetzt, um Metalle aus Mehl, Süßwaren, Fischmehl usw. zu entfernen und um Kunststoffgranulat, Feinkeramik, Kohle usw. zu recyceln. Eine weitere Anwendung ist die Entfernung von Fremdkörpern aus Düngemitteln, Futtermitteln, Holzspänen, Keramik, Fliesen, Glas usw.

Funktionsweise der magnetischen Abscheider

Magnetische Abscheider für Werkzeugmaschinen verwenden eine Magnettrommel, um Späne aufzusaugen, die dann zwischen einer Quetschwalze und einer Abstreifplatte zum Entfernen von Wasser eingeklemmt werden, so dass nur Späne wie Schleifstaub und Schlamm aufgefangen werden. In der Magnettrommel werden hauptsächlich Ferrit- und Seltenerdmagnete verwendet.

Seltene Erden haben eine 10-mal höhere magnetische Energie als Ferrit. Allerdings sind sie auch teurer. Seltenerdmagnete werden gewählt, wenn schwer magnetisierbare Materialien, feine Schlammpartikel oder ölige Kühlmittel verwendet werden.

SK- und FC-Materialien sowie Werkstücke nach dem Härten können nur schwer von Magneten adsorbiert werden, so dass die Auswahl von Seltenerdmagneten eine effiziente Rückgewinnung ermöglicht; wenn Filter in Sekundärfiltrationssystemen verwendet werden, kann die Auswahl von Seltenerdmagneten dazu führen, dass weniger Filter eingesetzt werden.

Um die Funktionalität zu erhalten, ist es wichtig, dass die Oberfläche der Magnettrommel frei von Kratzern ist. In einigen Fällen kann dem durch eine Oberflächenhärtung entgegengewirkt werden.

Merkmale von magnetischen Abscheidern

1. Abscheider für Werkzeugmaschinen

Hohe Abscheideleistung
Es gibt magnetische Abscheider, die 90 % der schwachen magnetischen Materialien von etwa 20-30 μ auffangen können. Um eine hohe magnetische Flussdichte zu erreichen, werden Seltenerdmagnete verwendet.

Niedrige Betriebskosten
Der Einsatz eines magnetischen Abscheiders bedeutet, dass die Betriebskosten niedrig sind und keine Filter oder andere Teile ausgetauscht werden müssen. Wenn ein Zyklon installiert wird, der auch feine Schleifkörner auffangen kann, ist es möglich, Körner bis zu einer Größe von etwa 5µ aufzufangen.

Geringere Häufigkeit der Anlagenreinigung
Es sammeln sich weniger Späne im Kühlmittelbehälter an, wodurch die Häufigkeit der Anlagenreinigung und des Wechsels der Kühlmittelflüssigkeit verringert wird.

2. Permanentmagnetabscheider

Stabile und hohe Magnetkraft
Es wird eine stabile und hohe Magnetkraft erreicht, da keine Joule-Wärme erzeugt wird, die bei elektromagnetischen Abscheidern ein Problem darstellt. Darüber hinaus ist ein Magnetfeld möglich, das mit dem von elektromagnetischen Abscheidern vergleichbar ist.

Niedrige Wartungskosten
Robuste Struktur und einfache Wartung. Es ist keine elektrische Wartung erforderlich.

Einfacher Einbau
Einfach zu installieren und zu handhaben. Im Vergleich zu elektromagnetischen Systemen ist es kleiner und leichter.

Was ist ein Magnetische Schalter?

Ein Magnetschalter ist ein Schalter, der ein elektromagnetisches Schütz, dessen Kontakte durch einen Elektromagneten geöffnet und geschlossen werden, und ein Thermorelais, das den Stromkreis bei Überlastung unterbricht, kombiniert. Er wird manchmal auch als “Schütz” (kurz für “Magnetschütz”) oder “Magnet” bezeichnet.

In Stromkreisen, die eine Last mit Strom versorgen, dient es als Lastschutz im Falle einer Überlast (Überstrom).

Eine ähnliche Schutzvorrichtung ist der Unterbrecher, aber während der Unterbrecher die Drähte schützt und Kurzschlussunfälle verhindert, verhindert der Magnetische Schalter Überströme an der Last.

Verwendungszwecke von Magnetschaltern

Magnetische Schalter sind Geräte, die im Falle eines Überstroms den Strom unterbrechen und Ströme bis zum Zehnfachen oder mehr der Nennleistung unterbrechen können.

Diese Funktion wird hauptsächlich zum Schutz von Motoren verwendet, indem sie den Betrieb eines Motors bei fehlender Phase (ein Motor, der auf einer einzigen Phase läuft, obwohl er auf drei Phasen laufen sollte) aufgrund eines Drahtbruchs oder eines schlechten Kontakts usw. schnell erkennen und stoppen und so einen Motorausfall aufgrund von Überlast verhindern.

Magnetische Schalter haben in der Regel drei Hauptkontakte, die beim Schutz von Drehstrommotoren mit einer in Stern oder Dreieck geschalteten Spule verbunden sind.

Prinzip von Magnetschaltern

Magnetische Schalter bestehen aus einem elektromagnetischen Schütz und einem Thermorelais. Das Thermorelais erfasst thermisch den Strom und löst bei Überstrom aus. Indem der Ausgang des b-Kontakts des Thermorelais in die Stromversorgung des elektromagnetischen Schützes gelegt wird, öffnet sich der Kontakt und die Stromversorgung wird bei einem Überstrom unterbrochen. Der Ausgang des a-Kontakts kann auch an eine Störungsanzeige oder ähnliches angeschlossen werden.

Durch Drücken der Rücksetztaste, nachdem das Thermorelais auf Luft abgekühlt ist, wird die Stromversorgung wiederhergestellt, aber wenn der Überlastzustand weiter besteht, wird die Stromversorgung sofort wieder unterbrochen.

Spiegelkontakte sind für elektromagnetische Schütze erforderlich, um sicherzustellen, dass das Verschweißen der Kontakte erkannt wird. Der Spiegelkontakt ist eine Funktion, die gewährleistet, dass der Hilfskontakt, der Öffner ist, offen ist, wenn einer der Hauptkontakte (der normalerweise verwendete Kontakt) geschlossen ist. Der Spiegelkontakt ermöglicht die Erkennung eines verschweißten Hauptkontakts, wenn der Hilfskontakt offen ist, während die Spule AUS ist (nicht versucht, den Kontakt zu schließen).

Was ist ein Polyharnstoff?

Polyharnstoffe sind Harze mit einer Harnstoffstruktur (Urea) in der Hauptkette und werden durch Polymerisation von Isocyanaten und Polyaminen gewonnen.

Polyharnstoff wird hauptsächlich als Auskleidungsmaterial verwendet, bei dem das Isocyanat und das Polyamin gemischt und im Spray verteilt werden, um das Objekt nach der Beschichtung durch eine schnelle chemische Reaktion zu beschichten.

Polyharnstoff verfügt über eine ausgezeichnete Chemikalien-, Wasser- und Abriebbeständigkeit und eignet sich daher für die Auskleidung von Chemieanlagen und Chemietanks.

Ein Harz mit einer ähnlichen Struktur wie Polyharnstoff ist Polyurethan. Die Struktur der Hauptkette unterscheidet sich zwischen den beiden: Die C-N-Bindungen in Polyharnstoff sind leicht hydrolysierbar, während die C-O-Bindungen in Polyurethan dazu neigen, sich leichter zu zersetzen.

Andererseits sind die Hauptketten von Polyurethanen drehbarer als die von Polyharnstoffen, wodurch Polyurethane flexibler sind als Polyharnstoffe.

Verwendungen von Polyharnstoffen

Polyharnstoffe sind Harze mit einer Harnstoffstruktur in der Hauptkette und werden durch Polymerisation von aromatischen oder aliphatischen Aminen und Isocyanaten gewonnen.

Die Hauptanwendungsmethode ist die Sprühanwendung, bei der ein Sprühgemisch aus den beiden vorgenannten Komponenten aufgetragen wird und eine chemische Reaktion auf dem Objekt abläuft, um die Beschichtung zu erzeugen.

Polyharnstoff wird hauptsächlich als Auskleidungsmaterial verwendet. Aufgrund seiner hervorragenden Wasserdichtigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Abriebfestigkeit und verschiedener anderer physikalischer Eigenschaften wird Polyharnstoff zum Schutz von Oberflächen wie Chemikalientanks, Chemieanlagen, Flüssigkeitsdämmen, Gruben und Wasserkanälen verwendet. Andere Polyharnstoffbeschichtungen werden auch bei Autos verwendet, um die Textur und Haltbarkeit zu verbessern.

Reaktionen bei der Bildung von Polyharnstoff

Polyharnstoff ist ein Polymer aus Isocyanat und Amin. Durch Veränderung der Struktur des Ausgangsmonomers lassen sich Polyharnstoffe mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften herstellen.

Typische Isocyanate sind 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und Amine wie Polyetheramine.

Bei der Sprühanwendung wird das Isocyanat- und Amingemisch komprimiert, erhitzt und versprüht. Das erhitzte Gemisch reagiert sofort nach dem Anhaften auf dem Objekt, wodurch sofort Polyharnstoff entsteht und es beschichtet. Das Spray hat außerdem den Vorteil, dass es die Umwelt nur wenig belastet, da es keine flüchtigen organischen Lösungsmittel (VOC) wie Toluol oder Ethylacetat enthält.

Polyharnstoffe und Polyurethane

Ein dem Polyharnstoff ähnliches Harz ist das Polyurethan. Polyurethane haben Urethanbindungen, die durch die Reaktion von Isocyanaten und Polyolen entstehen. Urethanharze werden in verschiedenen Industriezweigen verwendet, z. B. in der Textil-, Farben-, Klebstoff- und Kunstlederindustrie, da ihre Eigenschaften, wie z. B. Hydrophilie und chemische Beständigkeit, durch Änderung der Formulierung und der Formbedingungen verändert werden können.

Polyurethane sind jedoch anfällig für den Abbau durch Hydrolyse am C-O-Teil und können auch durch oxidative Reaktionen unter Einwirkung von Licht und Wärme abgebaut werden.

Die C-N-Bindungen in Polyharnstoffen werden übrigens nicht hydrolysiert, so dass Polyharnstoffe weniger anfällig für den Abbau sind als Polyurethane. Außerdem neigen Polyurethane dazu, ihre Hauptketten in ihrer Molekülstruktur leichter zu drehen als Polyharnstoffe, so dass Polyharnstoffe eher steif sind und hervorragende Materialblockierungseigenschaften haben, während Polyurethane eher flexibel sind.

Was ist Polyimidfolie?

Polyimid ist aufgrund seiner extrem starken Molekularstruktur der hitzebeständigste Kunststoff unter den Duroplasten und ein Material mit weiteren elektrischen Eigenschaften wie hoher Isolierung, niedriger Dielektrizitätskonstante und geringem dielektrischen Verlust sowie hervorragender Chemikalien- und Strahlungsbeständigkeit.

Es ist ein unverzichtbares Material für elektrische und elektronische Geräte, verschiedene Industriegeräte und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, und sein geringer Wärmeausdehnungskoeffizient trägt zur Verringerung von Maßfehlern bei.

Sein Haftvermögen, seine Hitzebeständigkeit beim Löten und seine Dimensionsstabilität tragen besonders zur Miniaturisierung von Produkten bei.

Anwendungen für Polyimidfolien

Aufgrund ihrer niedrigen Dielektrizitätskonstante und ihres geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird sie als Trägermaterial für flexible gedruckte Präzisionskabel und als Isolator für Motorspulen verwendet. Es wird in Notebooks und Smartphones eingesetzt.

Polyimid ist in der Regel gelb oder orangefarben, aber auch transparente Polyimidfolien haben weitere Anwendungsmöglichkeiten und werden als Trägermaterial für intelligente Brillen, als Trägermaterial für Displays der nächsten Generation, für Solarzellen und andere Substrate, die Transparenz nutzen, sowie für Anzeigegeräte wie Touchpanels und Displays verwendet.

Grundlagen der Polyimidfolie

Die Hauptkettenstruktur von Polyimid besteht hauptsächlich aus aromatischen Ringen (Benzol- und Imidringe), was bedeutet, dass es weniger Einzelbindungen gibt, die sich frei drehen können, weniger Konformationsänderungen und einen höheren Glasübergangspunkt und Schmelzpunkt. Dies ist der Grund für die hohe Wärmebeständigkeit von Polyimiden.

Viele Polyimidfolien haben eine gelbe oder orange Färbung, die auf die Bildung von intra- und intermolekularen Ladungstransferkomplexen aufgrund der Polarisation des Imidrings zurückzuführen ist. Farblose, transparente Polyimide sind für die Verwendung als optische Materialien erforderlich. Beispiele hierfür sind Polyimide mit einer nicht planaren Struktur, die absichtlich durch Substituenten sterisch gehindert wird, und Polyimide mit einer alicyclischen Struktur.

Bei der Verwendung als Substrat muss die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Polyimidschicht so niedrig wie möglich sein, um die Signalgeschwindigkeit zu erhöhen. Dies kann durch die Einführung von sperrigen Bindungen in der Hauptkette erreicht werden, um den Anteil der hochpolarisierbaren Imidringe zu verringern, oder durch die Einführung von Fluor- oder Trifluormethylgruppen als Substituenten.

Was ist ein Potentiometer?

Potentiometer werden in elektrischen und elektronischen Schaltungen häufig als Basiselemente beim Schaltungsentwurf verwendet. Es besteht aus einem Widerstandselement und einem Gleitelement (Schleifer), das sich über die Oberfläche des Widerstandselements bewegt, und hat die Eigenschaft, dass der Widerstandswert durch Bewegen des Gleitelements frei variiert werden kann.

Potentiometer sind also eine Form des variablen Widerstands, weshalb variable Widerstände im englischen Sprachraum auch Potentiometer genannt werden.

Sie werden in einer Vielzahl von elektronischen Geräten verwendet, ein typisches Beispiel ist ihre Verwendung als Lautstärkeregler in Audiogeräten.

Sie werden gerne verwendet, weil sie einfach aufgebaut sind, eine recht gute Leistung haben und kostengünstig sind. Andererseits ändert sich der Widerstandswert mit der Abnutzung, da bewegliche Teile vorhanden sind.

Wenn diese Nachteile von Potentiometern nicht toleriert werden können, können digitale Lösungen gewählt werden, die allerdings teurer sind.

Anwendungen von Potentiometern

Potentiometer regulieren die Stromstärke und die Spannung.

Potentiometer erfüllen diese Funktionen in Schaltkreisen, da sie sich frei auf jeden gewünschten Widerstandswert einstellen lassen.

Diese Funktionen werden in Konsumgütern zur Lautstärkeregelung von Audiogeräten und in Steuerungen für Spielkonsolen usw. verwendet.

Eine weitere Funktion von Potentiometern ist die eines Wegsensors.
Ein Wegsensor ist ein Sensor, der Abstände und Dimensionen zu Messobjekten messen kann.
Wenn sich z. B. die Position eines Scheibenwischers an einem Auto ändert, wenn er bewegt wird, kann die Wegsensorfunktion verwendet werden, um den Abstand und die Abmessungen zu messen.

Potentiometer, die preiswert und relativ genau sind, werden nicht nur in Geräten und Anlagen verwendet, die wir häufig benutzen, sondern auch in industriellen Anwendungen, z. B. in der Schifffahrt und in medizinischen Geräten sowie in Baumaschinen und Werkzeugmaschinen.

Funktionsweise von Potentiometern

Wenn sich bei Potentiometern das Gleitelement (beweglicher Teil) über ein Widerstandselement bewegt, wird der Widerstandswert dadurch bestimmt, wo das Widerstandselement anhält. Aufgrund der Einfachheit des Aufbaus und des Mechanismus können Potentiometer ohne Produktionskosten hergestellt werden.

An die beiden Klemmen des Widerstandselements wird eine konstante Spannung angelegt, und an der dritten Klemme werden je nach der Position, in der sich das Gleitelement (Schleifer) bewegt, unterschiedliche Werte ausgegeben. Da das Widerstandselement auf seiner Oberfläche mit einem einheitlichen Widerstandsmaterial beschichtet ist, ist der Widerstand pro Länge gleich, so dass der Widerstandswert durch die Position des Gleitelements (Schleifer) bestimmt wird.

Mit Hilfe des oben beschriebenen Mechanismus wird die Verschiebung anhand der tatsächlichen Ausgangsspannung gemessen. Die Ergebnisse dieser Messung können als Wegsensor verwendet werden.
Außerdem wird es zur Eingabe eines analogen Betrags in eine Systemsteuerung zur Regelung oder zur Erfassung des Ausgangszustands eines Servomotors verwendet.

Potentiometer gibt es als Linearpotentiometer (linearer Typ) und als Drehpotentiometer (drehbarer Typ). Der erste Typ erfasst eine lineare Position, während der zweite Typ einen Drehwinkel erfasst.

Rotationspotentiometer (drehbare Potentiometer) gibt es in ein- und mehrgängigen Ausführungen. Dazu gehören auch solche aus leitfähigem Kunststoff.

Sie werden sorgfältig hergestellt, um sicherzustellen, dass die Widerstandsänderung linear mit der Bewegung erfolgt, um die Genauigkeit zu erhöhen.
Andere Klassifizierungen umfassen kontaktbehaftete und kontaktlose Typen.
Zu den kontaktbehafteten Typen gehören Cermet-Widerstandselemente, die aus einer Mischung von Keramik und Metall bestehen, drahtgewickelte Widerstandselemente und Widerstandselemente aus leitfähigem Kunststoff.

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Potentiometern gibt es digitale Potentiometer, die diese Nachteile ausgleichen.

Digitale Potentiometer sind elektronische Bauteile, die die verschiebbaren Teile analoger Potentiometer auf der Seite des Reglers einstellen; die Kollektivwiderstände im Inneren des ICs werden unter der Kontrolle des Reglers geschaltet. Da es keine beweglichen Teile gibt, gibt es keine Abnutzung, und ein hochgenauer Widerstandswert kann stabil und ohne Rauschen erreicht werden. Er zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer und hohe Leistung aus.

Analoge und digitale Potentiometer haben jeweils ihre eigenen Eigenschaften, so dass es notwendig ist, die für die zu verwendende Schaltung erforderlichen Spezifikationen und Kosten zu berücksichtigen und eine Entscheidung zu treffen, welches Potentiometer verwendet werden soll.

Was ist Positionsanzeiger?

Ein Positionsanzeiger ist ein Maschinenelement, das es dem Benutzer ermöglicht, die Position eines Maschinenteils, des Werkstücks, auf einfache Weise zu messen, indem es den Betrag der Bewegung des Werkstücks misst und als Zählwert anzeigt.

Sie sind auf einer rotierenden Welle montiert und ermöglichen es dem Benutzer, die tatsächliche Vorschubgeschwindigkeit zu überprüfen. Es sind auch Positionsanzeigen mit Digitalanzeige erhältlich. Die digitale Anzeige ermöglicht eine Feineinstellung der Position. Außerdem können beim Ablesen herkömmliche Fehler, die auf die Sinne des Bedieners und Abweichungen bei der Einstellung zurückzuführen sind, eliminiert werden, was zu einer Verbesserung des Betriebs beiträgt.

Anwendungen für Positionsanzeiger

Positionsanzeiger eignen sich für die Positionierung von Maschinen. Sie werden eingesetzt, um Werkstücke auf die richtige Breite und Position einzustellen, z. B. an Verpackungs- und Abpackmaschinen.

Da sie in direktem Kontakt mit der Anlage stehen, sind sie sehr empfindlich gegenüber der Betriebsumgebung. Je nach dem für den Teil der Befestigungsnabe verwendeten Material lässt sich die Verwendung daher grob in die folgenden beiden Kategorien einteilen.

• Stahl
  Stahl wird in allgemeinen Umgebungen und in einer Vielzahl von Anwendungen in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt. Er wird zum Beispiel in Werkzeugmaschinen und Geräten verwendet.
• Rostfreier Stahl
  Da er rost- und korrosionsbeständig ist, wird er in speziellen Umgebungen verwendet, in denen Wasser- und Chemikalienbeständigkeit sowie Hygiene wichtig sind. Er wird zum Beispiel in Maschinen und Geräten verwendet, die mit Lebensmitteln und Chemikalien umgehen.

Prinzip des Positionsanzeigers

Positionsanzeiger werden an Vorschubspindeln oder Vorschubdrehwellen angebracht und nutzen die Drehung der Welle, um die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückabschnitts zu berechnen.

Indem die Anzeige einer Umdrehung der Nabe mit der Steigung der Vorschubdrehachse übereinstimmt, kann die Vorschubdrehachse die tatsächliche Vorschubgeschwindigkeit überprüfen. Anhand der Vorschubgeschwindigkeit lassen sich präzise Einstellungen vornehmen und die Arbeitssituation genau überwachen.

Was ist Stellungsregler?

Ein Stellungsregler ist ein Gerät, das die Positionierung auf der Grundlage externer Befehle durchführt.

Sie werden in Kombination mit Aktuatoren wie Motoren und Hydraulikzylindern verwendet und dienen dazu, die Maschine in eine Zielposition zu bewegen. Sie werden bei der Bearbeitung und der Steuerung von Ventilen eingesetzt, wo eine hohe Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeit und Haltbarkeit erforderlich sind.

Verwendung von Stellungsreglern

Stellungsregler sind eine Art von Positioniersteuerungsgeräten, die in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt werden. Nachfolgend sind einige Beispiele für den Einsatz von Stellungsreglern aufgeführt.

1. Regelventile

Stellungsregler werden häufig zur Steuerung der Öffnung von Regelventilen eingesetzt. Steuergeräte für Regelventile werden manchmal auch als Stellungsregler bezeichnet. Viele Produkte werden mit einem Stellungsregler verkauft, der an das Regelventil angebaut ist.

Sie werden häufig in verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt. Chemieanlagen, Petrochemie, Stahlwerke und Wärmekraftwerke sind typische Beispiele. Sie werden zur Regelung des Durchflusses von reaktiver Luft und des Abgasdrucks eingesetzt.

2. Positionierung in Automatisierungs- und Montagelinien

In Automatisierungs- und Montagelinien ist die Positionierung von Produktteilen sehr wichtig. Mit Stellungsreglern kann eine hohe Positioniergenauigkeit erreicht werden, was zu einer verbesserten Produktqualität und Produktivität führt.

Stellungsregler werden manchmal auch in Industrierobotern eingesetzt, wo eine fortschrittliche Positionierung erforderlich ist. Sie werden häufig in Fließbandfabriken eingesetzt, zum Beispiel in der Automobilindustrie.

3. Bearbeitung

Positioniersteuerungen werden in der zerspanenden Industrie auch als Positionierer bezeichnet. Bei der maschinellen Bearbeitung ist manchmal eine hochpräzise Positionierung erforderlich.

Der Einsatz von Stellungsreglern ermöglicht eine fortschrittliche Steuerung der Positionierung, was zu einer verbesserten Produktgenauigkeit und kürzeren Bearbeitungszeiten führt. Sie werden bei Dreh-, Biege- und Schweißprozessen eingesetzt.

Das Prinzip von Stellungsreglern

Stellungsregler erfassen im Allgemeinen die Position mit Hilfe eines Positionssensorelements. Auf der Grundlage dieser Informationen werden Aktoren wie Motoren und Hydraulikzylinder angetrieben, um den Stellungsregler mit kontrollierter Genauigkeit in die Zielposition zu bewegen.

Als Positionserfassungselemente werden insbesondere optische und magnetische Sensoren eingesetzt. Durch die Messung der Differenz zwischen der Zielposition und der aktuellen Position mit diesen Sensoren können Positionsinformationen erfasst werden.

Nach der Erfassung der Positionsinformation wird ein Aktor zur Positionierung auf Basis dieser Information angesteuert. Als Aktoren werden elektrische Schrittmotoren, Servomotoren und Hydraulikzylinder eingesetzt. Diese Aktuatoren führen die Positionierung auf der Grundlage von Steuersignalen durch und fahren die Zielposition mit kontrollierter Genauigkeit an.

Eine Rückkopplungssteuerung kann durch die Kombination von Positionserkennungssensoren und Aktuatoren erreicht werden, um eine fortschrittlichere Positionierungssteuerung zu erzielen. Die Rückkopplungssteuerung wird durch die Anpassung des Antriebsbetrags des Stellantriebs auf der Grundlage der vom Positionserkennungssensor erhaltenen aktuellen Positionsinformationen realisiert.

Arten von Stellungsreglern

Es gibt mehrere Arten von Stellungsreglern. Im Folgenden sind Beispiele für Stellungsregler aufgeführt.

1. Elektropneumatische Stellungsregler

Elektropneumatische Stellungsregler sind Stellungsregler, die elektrische Signale eingeben und Luftdruck für den Stellantrieb verwenden. Es werden magnetische oder optische Sensoren verwendet, und der Stellungsregler wird durch ein piezoelektrisches Element gesteuert.

Dieser Stellungsregler wird häufig für Regelventile verwendet. Es werden viele Ventile verkauft, die die Öffnung durch die Eingabe von Luftdruck und einem elektrischen Signal steuern.

2. Elektro-elektrische Stellungsregler

Bei den elektro-elektrischen Stellungsreglern handelt es sich um Stellungsregler, denen elektrische Signale zugeführt werden und die Strom für den Stellantrieb verwenden. Als Sensoren werden optische oder magnetische Sensoren verwendet, während als Aktoren Schrittmotoren oder Servomotoren eingesetzt werden. Manchmal werden auch Induktionsmotoren verwendet, die üblicherweise für große Ventile eingesetzt werden.

3. Pneumatische Stellungsregler

Bei pneumatischen Stellungsreglern handelt es sich um Stellungsregler, bei denen pneumatische Signale eingegeben werden und der Stellantrieb mit Luftdruck erfolgt. Sie werden in Bereichen eingesetzt, in denen Explosionsschutz erforderlich ist, wie z. B. in Gefahrgutanlagen, und eignen sich, wenn keine Elektrizität eingeführt werden soll.

Was ist Kugellinse?

Eine Kugellinse ist eine sphärische Linse mit einer extrem kurzen Brennweite und einem hohen Lichtsammelvermögen im Vergleich zu einer normalen konvexen Linse.

Aufgrund ihrer kurzen Brennweite werden sie als Kopplungselemente in verschiedenen Sensoren und optischen Fasern verwendet, um ein breites Spektrum von Licht auf einen einzigen Punkt zu fokussieren oder zu kollimieren (Licht in einen parallelen Zustand zu bringen).

Im Allgemeinen werden Kugellinsen mit Durchmessern zwischen 0,5 mm und 10 mm hergestellt, und es werden extrem kleine Brennweiten zwischen 0,3 mm und 7,3 mm erreicht.

Verwendungszwecke von Kugellinsen

Kugellinsen werden als lichtsammelnde Elemente in optischen Sensoren wie Barcode-Scannern und Endoskopen eingesetzt. Diese Sensoren erfordern eine geringere Größe und die Fähigkeit, einen größeren Bereich optischer Informationen zu erfassen, so dass die kurze Brennweite in direktem Zusammenhang mit den Fähigkeiten des Sensors steht.

Kugellinsen werden auch verwendet, um das Licht von der Laserquelle in die optische Faser einzukoppeln. Durch die Verwendung einer Kugellinse mit der für den Strahldurchmesser und die numerische Apertur (NA) des Laserstrahls geeigneten Apertur wird das vom Laserstrahl gestreute Licht in einer geraden Linie ausgerichtet und tritt in die optische Faser ein.

Prinzip von Kugellinsen

Kugellinsen sind optische Elemente, die in Präzisionsgeräten verwendet werden, und können daher nicht als Produkt versandt werden, wenn sie einen Kratzer oder Staub von nur 0,1 mm aufweisen. Sie werden daher in einem hochwertigen Reinraum hergestellt und nach einer genauen Prüfung versandt.

Aus denselben Gründen wie oben ist es auch schwierig, den Produktionsprozess zu automatisieren, und in vielen Fällen werden Transport, Kontrolle und Sortierung manuell durchgeführt. Infolgedessen ist der Verkaufspreis eher hoch und liegt zwischen mehreren Tausend und Zehntausend Yen für eine einzelne Kugellinse.

Auch der Umfang der Qualitätssicherung ist für jedes Produkt genau definiert, und neben Durchmesser und Brennweite werden auch die Design-Wellenlänge, die Sphärizität, die Oberflächenqualität und die Exzentrizitätsabweichungen angegeben.

Für Kugellinsen werden Ein-Glas-Materialien (optisches Glas) wie N-BK7 und N-SF15 verwendet. Kugellinsen mit Saphir können auch in einem breiten Wellenlängenbereich eingesetzt werden, von Infrarot bis Ultraviolett (Wellenlängen von 0,17 bis 5,5 Mikrometer).

Auf Produkten mit Antireflexionsbeschichtung sind Markierungen zur Überprüfung der optischen Achse aufgedruckt, damit die beschichtete Oberfläche identifiziert werden kann; die Markierungen müssen nach Gebrauch mit Alkohol oder ähnlichem abgewischt werden.

Was ist Bonddraht?

Bonddraht ist ein dünner Metalldraht, der im Wire-Bonding-Prozess verwendet wird, einem der Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelemente wie ICs und LSIs, und ist ein Verbindungsmaterial, das zum Austausch von Strom und elektrischen Signalen zwischen dem Halbleiterbauelement und der Außenseite des Gehäuses verwendet wird.

IC-Chips, die im Front-End-Verfahren der Halbleiterherstellung hergestellt werden, werden im Back-End-Verfahren vom Wafer getrennt und einzeln auf einer Metallplatte, dem so genannten Leadframe, im Inneren des Gehäuses befestigt. Mit Bonddrähten werden dann die Elektroden des Chips mit dem Leadframe verbunden.

Anwendungen von Bonddraht

Bonddraht wird als Material für die Verbindung der Elektrodenpads von Halbleiterbauelementen mit dem Leadframe im Back-End-Prozess der Halbleiterbauelementeherstellung verwendet.

Der Drahtbondprozess wird mit hoher Geschwindigkeit wiederholt: Der Draht wird mit der Elektrode verbunden, der Draht wird verformt, um eine Schleife zu bilden, der Draht wird mit dem externen Anschluss verbunden und dann wird der Draht abgeschnitten. Dies gilt sowohl für Halbleiterbauelemente mit einer geringen Anzahl von Pins, wie z. B. diskrete Halbleiter und Allzweck-ICs, als auch für Halbleiter mit mehr als 100 Pins, wie z. B. LSIs.

Funktionsweise des Bonddrahts

Zu den Bonddraht-Materialien gehören Gold, Silber, Kupfer und Aluminium.

Bonddraht aus Gold ist der am häufigsten verwendete Hochleistungsdraht. Er verfügt über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verarbeitbarkeit und chemische Stabilität und eignet sich gut für das Bonden von langen Spans mit großen Abständen zwischen Chipelektrode und Leadframe sowie für das Fine-Pitch-Bonden mit sehr engen Lead-to-Lead-Abständen. Der Nachteil ist, dass er teuer ist, da er aus Gold mit einem Reinheitsgrad von mehr als 99 % hergestellt wird.

Silber- und Kupfer-Bonddrähte wurden entwickelt, um die teuren Gold-Bonddrähte zu ersetzen und so die Kosten erheblich zu senken.

Bonddrähte aus Aluminium werden in Leistungsgeräten verwendet, bei denen hohe Ströme in rauen Umgebungen erforderlich sind. Sie haben eine ausgezeichnete Bondbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit und werden als Drähte mit größerem Durchmesser oder als bandförmige Drähte verwendet.

Es gibt zwei Arten von Bonddraht-Verbindungsmethoden: Ball-Bonding und Wedge-Bonding.

Das Ball-Bonding ist die gängigste Drahtbondmethode. Der Bonddraht wird durch eine Kapillare im Bondgerät geführt, wo eine elektrische Entladung den Draht unterhalb der Kapillare schmilzt und an der Spitze eine Metallkugel bildet. Die Kapillare senkt sich von knapp oberhalb der Verbindungsstelle nach unten, und wenn die Kugel auf das Metallpad trifft, wird der Draht durch Ultraschallwellen, Wärme und Belastung verformt und mit dem Pad verbunden.

Gold-, Silber- und Kupferdrähte werden für das Kugelbonden verwendet, während Aluminiumdrähte für das Kugelbonden nicht geeignet sind, da die Oberfläche durch die elektrische Entladung oxidiert wird.

Beim Wedge-Bonden wird ein Werkzeug, ein so genannter Wedge, durch den Draht gesteckt, um ihn mit dem Pad zu verbinden, indem Ultraschallwellen und Kraft auf den Draht einwirken. Es wird häufig für das Bonden von Aluminiumdrähten verwendet, da es keine elektrische Entladung verursacht, die den Draht zum Schmelzen bringt, wie es beim Ball-Bonden der Fall ist, aber auch Gold-, Silber- und Kupferdrähte können verwendet werden.