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Industrielle Automation 2/2015

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Industrielle Automation 2/2015

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Was ist, wenn es sehr speziell wird? Objekterfassung über große Entfernungen, selbst unter widrigsten Bedingungen Markus Moser Hochleistungslichtschranken können bei der Objekterkennung herkömmlichen Systemen in rauen Einsatzfeldern überlegen sein. Dies gilt vor allem dann, wenn es sich um eine anspruchsvolle Anwesenheitskontrolle von Werkstücken über größere Entfernungen handelt, wie in folgender Anwendung. Nach einem Ofendurchlauf werden flache, großflächige Kunststoffteile für die Automobilindustrie über ein Stabgeflechtförderband an einen nachfolgenden Transportprozess übergeben. Hierfür ist eine zuverlässige Anwesenheitskontrolle der Werkstücke auf dem Förderband erforderlich. Keine alltägliche Aufgabe, denn mehrere Faktoren wie die höheren Umgebungstemperaturen im Bereich des Transportbandes aufgrund der noch sehr warmen Kunststoffteile (bis etwa 80 °C) sowie eine prozessbedingte Staubentwicklung, machen eine sichere Erkennung nicht leicht. Herkömmliche Systeme scheitern Hinzu kommen weitere, entscheidende Herausforderungen an potenzielle Lösungen. So lassen sich die großen und flachen Werkstücke vom Stabgeflecht des Bandes nicht leicht differenzieren, zumal die Kunststoffteile über keine vordefinierte Transportposition verfügen. Überdies sind ihre Markus Moser, Vertriebs-Ingenieur u. Applikationsspezialist bei der ipf electronic gmbh, Lüdenscheid Oberflächen unterschiedlich beschaffen und sie müssen aus größerer Entfernung erkannt werden. Die zunächst von dem Automobilzulieferer präferierten Systeme – eine Standardreflexlichtschranke und ein Lasertaster – führten nicht zum gewünschten Ziel einer prozesssicheren Anwesenheitskontrolle der Kunststoffteile auf dem Stabgeflechtförderband. Bei der Reflexionslichtschranke ist bekanntlich als Gegenelement ein Reflektor bzw. Tripelspiegel notwendig. Dieser wurde zunächst oberhalb des Förderbandes angebracht, um quasi durch das Band hindurch arbeiten zu können. Einlaufende Kunststoffteile sollten dann den Lichtstrahl zwischen Tripelspiegel und Reflexlichtschranke unterbrechen. Dieser erste Lösungsansatz scheiterte jedoch an der zu geringen optischen Leistungsfähigkeit des Systems, sodass die Stäbe des Bandes immer wieder Fehlschaltungen verursachten. Auch der Versuch mit einem Lasertaster, bei dem das Band als Hintergrund eingelernt wurde, schlug fehl. Das System war aufgrund der oben beschriebenen besonderen Eigenschaften der Werkstücke nicht in der Lage, eine zuverlässige Hintergrundausblendung und somit eine sichere Anwesenheitskontrolle der Kunststoffteile sicherzustellen. Weitreichend und unempfindlich Die Probleme lösen konnte eine Hochleistungslichtschranke von IPF Electronic. Diese über Jahre hinweg kontinuierlich weiterentwickelten Lichtschranken empfehlen sich vor allem dann, wenn über große Entfernungen eine prozesssichere Objekterkennung trotz widrigster Umgebungsbedingungen gefordert ist. Durch die hohe Leistung der Systeme mit ihrer enormen Durchdringung stellen zum Beispiel Späne, Staub, Mehl, Öl, Schmutzwasser oder Dampf, etwa bei Reinigungsprozessen, kein Hindernis dar. Die Hochleistungslichtschranken des Lüdenscheider Unternehmens bestehen grundsätzlich aus einem Verstärker für die Hutschienenmontage sowie einem Sender und Empfänger. Durch ihren großen Öffnungswinkel von bis zu 20° bei den Sendern und 25° bei den Empfängern können diese leicht zueinander ausgerichtet werden, selbst bei Reichweiten bis 60 m. Des Weiteren werden die Systeme dadurch unempfindlich gegenüber Vibrationen oder Erschütterungen und einer möglicherweise hieraus resultierenden Dejustage. Die an den prozessorgesteuerten Verstärker angeschlossenen Lichtschranken arbeiten mit moduliertem Infrarotlicht, wodurch eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Fremdlicht erreicht wird. Aufgrund der guten Durchdringung der Infrarotstrahlung ist zusätzlich eine große Verschmutzungsunempfindlichkeit gewährleistet. Bei extremen Verschmutzungsbelastungen können zusätzlich die als Zubehör erhältlichen 14 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2015

LIVE@ www.InfraTec.de 01 Links im Bild: Durch die gewählten Öffnungswinkel können die Sender und Empfänger leicht zueinander ausgerichtet werden aufschraubbaren Freiblasdüsen eingesetzt werden. Optionale Lichtleiteraufsätze ermöglichen darüber hinaus die Verwendung der Lösungen in Ex-Umgebungen oder bei Umgebungstemperaturen von bis zu 300 °C. Neben 1-Kanal-Verstärkern für ein Lichtschrankensystem bietet IPF Electronic auch Geräte für den direkten Anschluss von zwei, vier oder acht Lichtschranken an, die dann im Multiplexverfahren betrieben werden, um eine gegenseitige Beeinflussung von nah zueinander installierten Sende- und Empfangseinheiten zu vermeiden. Sicherer Blick durch das Stabgeflecht Im konkreten Einsatzfall bei dem Automobilzulieferer wurde ein hochleistungsfähiges Sender-Empfängersystem auf Infrarotbasis installiert, wobei der Lichtweg direkt durch das in ständiger Bewegung befindliche Stabgeflechtförderband verläuft. Um das Förderband sicher durchdringen zu können bzw. die Stäbe des Bandes sicher auszublenden, wurde der Sender OS126120 eingesetzt, der durch seinen Öffnungswinkel von 6° eine Bündelung des abgestrahlten Lichtes und damit eine maximale Sendeleistung gewährleistet. Die Lichtleistung lässt sich dabei durch den externen Verstärker OV620810 individuell anpassen. Obwohl der Öffnungswinkel von 25 Grad bei dem Empfänger eine einfache Ausrichtung gewährleistet, stellen große Sender-/Empfängerabstände oder schwer zugängliche In stallationsorte wie in dieser Applikation eine Herausforderung für die exakte Justierung der Systeme dar. Um dies zu erleichtern, besitzt der Verstärker einen Analogausgang, der den Grad der Ausrichtung über ein 0 - 10 V Signal darstellt. Zusätzlich steht ein Alarmausgang zur Verfügung, der bei einer zu massiven Verschmutzung der Lichtschranke oder bei einem Gerätefehler eine Warnmeldung ausgibt. Da Hochleistungslichtschranken von IPF Electronic bei der Anwesenheitskontrolle sehr große Reichweiten bis 60 m erzielen, konnte das System bei dem Automobilzulieferer außerhalb des Transportbandes als thermisch kritischer Bereich installiert werden. Hohe Ansprüche erfüllt Die Hochleistungslichtschranken von IPF Electronic wurden im Februar 2014 bei dem Automobilzulieferer installiert und gewährleisten seither eine durchgängig sichere Erkennung der Kunststoffteile auf dem Stabgeflechtförderband. Damit wurde eine Lösung für eine anspruchsvolle Anwendung gefunden, in der andere Systeme versagten. www.ipf-electronic.de Detektorformat (1.280 × 1.024) IR-Pixel Automatisierte Thermografie-Lösungene-Lösungen Profitieren Sie von unseren Leistungen Mehr als 50 verschiedene Kameramodelle verfügbar Kundenspezifische Komplettsysteme aus Deutschland basierend auf über 20 Jahren Erfahrung Modulare High-End-Thermografiekameras mit Detektoren im MegaPixel-Format eröffnen Ihnen neue Einsatzgebiete Umfassender Service vor und nach Ihrem Kauf Individuell angepasste Softwarewerkzeuge für jede Automationsanwendung Besuchen Sie uns auf der HANNOVER MESSE 13.–17.04.2015, Halle: 17, Stand: F04 3,1 MegaPixel 13.000 Hz Trigger GigE IP67 < 15 mK 02 Das Stabgeflecht des Förderbandes erschwerte die Erkennung der Werkstücke; gemeistert werden konnte diese Aufgabe mit der Hochleistungslichtschranke von IPF Electronic © Rainer Plendl/Fotolia.com Made in Germany

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