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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2020

Präzision im Detail

Präzision im Detail Hochgenaue Sensoren sorgen für sichere Prozesse innerhalb des Lichtschnittverfahrens Lichtschnitt-Sensoren nutzen ein gegenüber Fremdlicht äußerst unempfindliches Verfahren, das sich für zahlreiche Verifikations- und Prüfaufgaben in der Industrie eignet. Doch einem effektiven Einsatz der Technologie steht häufig die Anpassung verfügbarer Geräte an die konkrete Applikation im Weg. Eine neue Sensoren- Familie kann Abhilfe schaffen: auf bestimmte Erkennungsaufgaben optimiert lassen sich diese einfach einsetzen und konfigurieren – ganz ohne Spezialkenntnisse. Dr.-Ing. Tim Weis, Produktmanager, GB Industrial Vision Components, Pepperl+Fuchs AG, Mannheim Das Lichtschnittverfahren ist lange bekannt, doch häufig sind technische Hürden zu meistern, bevor es zur Lösung eigener Aufgabenstellungen taugt. Es nutzt das Triangulationsprinzip, bei dem eine Laserlichtquelle eine Linie auf das zu untersuchende Objekt projiziert, die von einem separaten Beobachtungspunkt erfasst wird. Lichtquelle, Objekt und Kamera bilden ein Dreieck, sodass sich aus der geometrischen Anordnung die Position der Bildpunkte auf der Projektionslinie berechnen lassen. Der Laserstrahl sorgt für hohe Präzision und stets genügend Kontrast, unabhängig von der Farbe und Oberfläche der zu detektierenden Objekte bzw. Hintergründe. Anwenderfreundlicher Ansatz für die Industrie Für Industriezwecke sind schnell einsetzbare und einfach konfigurierbare Systeme gefragt. Die Verfügbarkeit integrierter Lichtschnitt-Sensoren, bei denen Lichtquelle, Kamera und Auswertungseinheit in einem kompakten Gerät vereint sind, macht die Technologie für den breiten Einsatz in der Automatisierung interessant. Doch auch hier gibt es signifikante Unterschiede: Etliche Geräte stellen zum Beispiel nur Rohdaten zur Verfügung und überlassen die Interpretation und Auswertung dem Anwender. Dafür bedarf es detaillierter Programmier- und Systemkenntnisse. Einen anwenderfreundlichen Ansatz verfolgen die Lichtschnitt-Sensoren vom Typ Smartrunner Matcher von dem Unternehmen Pepperl+Fuchs. Der Hersteller hat das Lichtschnittverfahren clever mit einem 2D- Vision Sensor kombiniert: Lichtquelle, Kamera, Beleuchtung und die Auswerteeinheit sind optimal aufeinander abgestimmt. Darüber hinaus sind die Geräte werkseitig kalibriert und auf das Wiedererkennen von Höhenprofilen und Kantenverläufen in Industrieanwendungen optimiert, die man zuvor als Referenzprofile via Teach-in auf Knopfdruck einlernt. Alle für den optimalen Betrieb erforderlichen Parameter lassen sich über einen intuitiven Bedienungsassistenten einfach einstellen. Das Auswerteergebnis ist von jedem Steuerungssystem weiterverarbeitbar, da es in Form eines Gutoder Schlecht-Signals an Schaltausgängen zur Verfügung steht. Einsatzmöglichkeiten in allen Industriebereichen Das Erfassungsfeld des Matcher ist einstellbar und je nach Variante bis zu 300 mm breit. Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten reichen von der Automobilindustrie über die Verpackungstechnik bis in den Maschinenbau. Überall gilt es, Zulieferteile und Produkte auf Anwesenheit, Unversehrtheit, Vollständigkeit und korrekte Lage zu überprüfen. So erfordert das Greifen von 22 INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2020 www.industrielle-automation.net

SENSORIK UND MESSTECHNIK 01 02 Gegenständen mit Robotern i. d. R. eine korrekte Ausrichtung der betreffenden Objekte. Ein entsprechend positionierter Smartrunner erfasst nach einem Triggersignal das Objekt, vergleicht die aktuelle Szene mit dem abgespeicherten Referenzprofil und erteilt über den Ausgang die Freigabe. Daraufhin kann der Roboter gefahrlos zugreifen. Umgekehrt wird bei einer Nichtübereinstimmung sofort ein Warnsignal generiert, das die Weiterverarbeitung stoppt und entsprechende Maßnahmen erlaubt, etwa das Ausschleusen fehlerhafter oder falsch liegender Teile. Neben der Gut- oder Schlecht-Situation ist noch ein dritter Fall denkbar, der teilweise sogar recht häufig auftreten kann: Das Objekt ist fehlerfrei und liegt auch korrekt ausgerichtet auf dem Fließband, ist jedoch innerhalb akzeptabler Toleranzgrenzen verschoben. Die Lichtschnittsensoren sind in der Lage solche X-, Z-Verschiebungen exakt zu ermitteln und z. B. als Korrekturdaten an die Robotersteuerung zu senden. Dazu nutzen die Sensoren die Profinet- oder Ethernet-IP-Schnittstelle, wofür passende Gateways zur Verfügung stehen. Auch in Anwendungen, in denen das Augenmerk auf der Kontrolle kleiner Objekte liegt, kommt der Lichtschnitt-Sensor vom Typ Matcher zum Einsatz, z. B. im Karosseriebau oder der Lebensmittelbranche. Zusatzfunktionen schaffen weitere Mehrwerte Zu den weiteren Besonderheiten der Lichtschnitt-Sensoren zählt die Fähigkeit Bilddokumentationen von Prozesszuständen zu erzeugen, wofür der Smartrunner mit einer leistungsfähigen LED-Beleuchtung ausgestattet ist. Mitarbeiter können per Remote- Befehl vom Leitstand aus Fotos von beliebigen Prozesszuständen erstellen, um Fehler aufzuspüren oder Prozesse zu optimieren. Ein integrierter Decoder erlaubt die schnelle (Um)Konfiguration oder das Klonen der Sensoren über Data-Matrix-Codes. Dazu muss man lediglich eine Codekarte in den Erfassungsbereich halten. Optional gibt es eine Gerätevariante, die bis zu 32 Erkennungsprofile speichert. Zur selben Gerätefamilie wie der Matcher zählt der Smartrunner Detector, dessen Aufgaben in der Bereichsüberwachung und im Maschinenschutz liegen. Ausgestattet mit einer zusätzlichen Hintergrundauswertung spürt dieser Sensortyp kleinste unerwünschte Fremd- 01 Anwesenheitserkennung von Blindstopfen 02 Positionsausgabe und -überprüfung von Paletten körper bis 0,25 mm auf und verhindert Beschädigungen an Präzisionswerkzeugen, Optiken und anderen teuren Maschinenteilen. Das Erfassungsfeld ist bis zu 310 mm breit bei einer maximalen Entfernung von 700 mm. Für zahlreiche Prüf- und Schutzaufgaben geeignet Die Laserlichtschnitt-Sensoren der Smartrunner-Familie sind auf das Erkennen von Objekten und Prozesszuständen optimiert, die sich über Höhenprofile und Höhenprofilverläufe definieren lassen. Mithilfe des präzisen und zuverlässig arbeitenden Lichtschnittverfahrens eignen sich diese ideal für zahlreiche Prüf- und Schutzaufgaben in Industrieanwendungen. Bilder: Pepperl+Fuchs www.pepperl-fuchs.com Präzise Positionssensorik für die Smart Factory MTS Sensors kündigt die Einführung neuer EtherCAT-Sensoren der R-Serie von Temposonics an. Das Upgrade umfasst weitere Funktionen und Tools für die Parameterauswertung im Industrie- 4.0-Umfeld. Die Industrial-Ethernet-Sensoren der R-Serie V decken einen Betriebstemperaturbereich von - 40 bis + 85 °C ab und sind mit einem um 37 % verkleinerten Gehäuse ausgestattet. Neu ist darüber hinaus eine auf 150 g erhöhte Schockfestigkeit. Gleichzeitig konnte die Vibrationsfestigkeit auf 30 g ge - steigert werden. Die Sensoren sind in raue Applikationen integrierbar und ermöglichen Messungen mit 0,5 µm Auflösung. Zudem können über den Extrapolationsmodus Messdaten bei 10 kHz unabhängig von der Hublänge gemeldet werden. Erhältlich ist die Reihe zunächst in Stab- und Profilform. Sie unterstützt neben EtherCAT- auch SSI-, Profinet-, EtherNet/IP- und Powerlink-Ausgänge. Als Zubehör wird der TempoLink Sensorassistent angeboten, über den sich Statusinformationen über USB-Port oder drahtlos übertragen lassen. www.mtssensors.com www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 03/2020 23

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