Wenn eine Textilbahn über die Rollen einer Maschine läuft, kann es zum Verzug kommen, sodass die Ausrichtung des Materials für den nächsten Prozessschritt nicht mehr stimmt. Der Lauf der Bahnkante ist damit eine entscheidende Größe für die Prozesssteuerung. Mit der Flächenlichtschranke R305 lässt sich ihre Position in Echtzeit erfassen, ohne dass dafür etwa komplexe Kameratechnik benötigt würde. In seinem Erfassungsbereich von 60mm erkennt und meldet das Gerät Veränderungen im Kantenlauf. Nähert sich die Abweichung dem kritischen Bereich, kann die vorgesehene Korrekturroutine ausgelöst werden.
Ein anderes Einsatzfeld, bei dem man bisher wohl eher nicht an Lichtschrankentechnologie gedacht hätte, ist das Ablängen von Profilen oder anderen stabförmigen Objekten. Hier wird der Erfassungsbereich der R305 parallel zum Förderband ausgerichtet. Die Vorderkante des Profils fährt in diesen 60mm langen Bereich hinein, beim Erreichen des definierten Punktes wird der Schnitt ausgelöst. In der Standardausrichtung – senkrecht zum Förderband – erkennt das Gerät Vorderkanten von flachen und unregelmäßig geformten Objekten ab einer Mindesthöhe von 2mm. Bei größeren Objekten mit durchbrochenen Konturen, z.B. Palettenfüßen, verhindert das Lichtband eine fehlerhafte Mehrfachmeldung: Es erfasst beim Vorüberfahren nicht nur die Klötze, sondern auch das unterste durchgehende Brett über der Palettenbasis.
2D-Lichtband mit variablem Kontrastlevel
Der Vorteil der beispielhaft genannten Lösungen ist die Nutzung eines ebenso einfachen wie robusten – und entsprechend kostengünstigen – Messprinzips für vergleichsweise komplexe Aufgaben. Die Reflex-Lichtschranke hat sich in zahllosen Anwendungen bei unterschiedlichen Bedingungen bewährt. Die Flächenlichtschranke nutzt diese technische Grundlage, geht aber weit über die Ja/Nein-Information hinaus, die von einem punktförmigen Strahl geliefert wird. Sie arbeitet mit fünf übereinander angeordneten Lichtstrahlen von jeweils 12mm Höhe, die bei einer Reichweite bis 4m einen 60mm hohen Bereich überwachen. Vorbeifahrende Objekte werden so in zwei Dimensionen erfasst, was zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Neben der aufgeschlüsselten Erfassung von 2D-Informationen bietet das Gerät weitere Optionen zur differenzierten Detektion. Der Kontrastlevel lässt sich an die Anwendung anpassen, um z.B. transparente Gegenstände aus Klarglas oder transparentem Kunststoff zuverlässig zu erkennen.
Die IO-Link-Dimension
Die Lichtschranke verfügt über eine integrierte IO-Link Schnittstelle (Spezifikation 1.1.4). Mit dem DTM oder der IODD lässt sich das Gerät genau an die jeweiligen Anforderungen anpassen, etwa durch Einstellung des Kontrastwerts oder im Hinblick auf die Einzelstrahlauswertung. Die Objekthöhe wird parallel zum Datum ‚Objektanwesenheit‘ übermittelt. Mit der individuellen Strahlausblendung lassen sich in den Erfassungsbereich hereinragende Objekte, wie etwa eine seitliche Führungsschiene am Förderband, ausblenden. Die optionale Reduzierung der Strahlbreite erlaubt den Einsatz an einer Öffnung, die weniger als 60mm misst. Außerdem kann man mit der Strahleinstellung die Erkennung speziell geformter Objekte verbessern. Das Gerät kompensiert geringfügige Veränderungen während einer Betriebspause automatisch, wobei sich die Signalkompensation sowohl ein- und ausschalten als auch in ihrer Geschwindigkeit anpassen lässt. Der Trendverlauf liefert wertvolle Informationen für Qualitätskontrolle, Prozessoptimierung und vorausschauende Wartung.
Zwei auswählbare Betriebsarten
Zwei vordefinierten Betriebsmodi decken die häufigsten Anwendungsarten ab. Im Standardmodus hat eine hohe Betriebssicherheit Priorität, die eine zuverlässige Erkennung größerer Objekte ohne falsch-positive Meldungen gewährleistet. Der hochauflösende Betriebsmodus eignet sich für kleine Objekte auf dem Förderband. Hier sorgt ein niedriger Kontrastwert dafür, dass Objekte ab 2mm Höhe zuverlässig erkannt werden und bereits geringfügige Abweichungen ein Signal auslösen. Diese Fähigkeit des Sensors lässt sich z.B. für die Qualitätssicherung beim Füllprozess von Polybags nutzen: Am Höhenwert kann man den Befüllungsgrad erkennen; die einzelnen Kunststoffbeutel werden entsprechend klassifiziert und bei ungenügender Befüllung aussortiert. Für die Überwachung des Füllprozesses werden so keine zusätzlichen Sensoren benötigt.
Die aktive Förderbandunterdrückung kann in beiden Betriebsarten hinzugewählt werden. Mit einem erhöhten Kontrastniveau des untersten Lichtstrahls wird ein Transportband, das aufgrund von Vibrationen oder Höhenschlägen in den Erfassungsbereich gerät, automatisch kompensiert. Zugleich wird die Entstehung eines Blindbereichs zwischen dem Förderband und dem Erfassungsfeld vermieden.
Einfache Installation und Bedienung
Eine optische Markierung am Gehäuse zeigt die Position des Sensors relativ zum Transportband und erleichtert so die mechanische Installation. Damit werden unerwünschte Blindbereiche vermieden, sodass auch flache Objekte zuverlässig erkennbar sind. Eine Sidelooker-Variante des Geräts erlaubt eine platzsparende Montage. Sie ist mit einem Adapter mit integriertem Umlenkspiegel ausgestattet, der die Ausrichtung der Lichtstrahlen um 90° versetzt. Der Sensor verfügt außerdem über ein Bedienfeld mit Drehwahlschalter und Taster, mit denen er sich direkt in der Anlage konfigurieren lässt.
Die Teach-in-Routine startet beim Einschalten automatisch und optimiert die Sendeleistung der fünf Einzelstrahlen. Im Ausrichtungsmodus mit maximaler Helligkeit ist der Strahl gut zu sehen und lässt sich ohne Hilfsmittel intuitiv auf den Reflektor zentrieren. Die bestmögliche Ausrichtung wird per LED-Kontrollleuchte angezeigt. Die automatische Signalkompensation gewährleistet die Kontinuität der zuverlässigen Erkennung, indem sie die Signalqualität z.B. an eine schleichende Verschmutzung anpasst.
IO-Link macht auch die Inbetriebnahme besonders einfach. Nachdem man das Lichtband auf den Reflektor ausgerichtet hat, speichert der Sensor die relevanten Einstellungsgrößen automatisch. Weitere Parametrierung und Bedienung können mit der Pactware-Bedienungssoftware mittels grafischer Benutzerschnittstelle vom Schreibtisch aus erfolgen. Nach einem wartungsbedingten Anlagenstillstand entfällt dank Auto-Teach-Funktion die erneute mechanische Ausrichtung und Feinjustierung, ein neues Teach-in ist ebenfalls nicht nötig.
