Array-Sensoren für die Bahnkantensteuerung

Sick löst anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben in Verpackungsmaschinen

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Array-Sensoren können in jeder Applikation eingesetzt werden, die die Detektion einer oder zweier Kanten basierend auf einem deutlichen Kontrastunterschied erfordert. Die Array-Sensoren der Produktfamilie AS30 der Sick AG ermöglichen unter anderem die effiziente Kommunikation und vorausschauende Wartung durch Smart-Sensor-Funktionalität. Einsatz finden sie etwa in der Verpackungsindustrie zur Bahnkantensteuerung.

Sebastian Berblinger, Product Manager Registration Sensors, Global Business Center Presence Detection, Sick AG, Waldkirch

Inhaltsverzeichnis

1. Flexibel, plug-and-play-fähig, prozesssicher
2. Variante Prime: hohe Wiederholgenauigkeit und Smart-Task-Fähigkeit
3. Multifunktionalität in den Sensor integriert
4. Variante Core: fokussiert auf das Wesentliche

Der kompakte und bedienfreundliche Array-Sensor AS30 von Sick löst mit Funktionen für die Bahnkantensteuerung, Breiten- und Mittenmessung sowie Objektpositionierung eine Vielzahl anspruchsvoller Automatisierungsaufgaben – unter anderem in Verpackungsmaschinen. Die Kante selbst muss dabei gar nicht so klar und deutlich sein, denn der hochauflösende Array-Sensor erkennt auch kleinste Grauwert- und Kontrastunterschiede. Dies gilt selbst für opake oder transparente Materialien oder kleinste Objekte ab 2/10 mm Durchmesser. Mit zwei Schaltausgängen, einem Analogausgang und IO-Link ist die neue Produktfamilie sowohl in der Basisversion Core als auch der umfangreicher ausgestatteten Ausführung Prime auf die Integration in unterschiedlichste Automatisierungsumgebungen vorbereitet. Entsprechendes trifft auch auf die mechanische Maschinenintegration zu: kompakt in der Bauform, verfügbar für verschiedene Arbeitsabstände und Sichtfeldbreiten sowie unterstützt durch passendes Montagezubehör bietet der Array-Sensor ein hohes Maß an Einbauflexibilität – auch bei ungünstigen Platzverhältnissen.

Flexibel, plug-and-play-fähig, prozesssicher

Um den Leistungsanforderungen unterschiedlichster Applikationen technisch und wirtschaftlich effizient gerecht zu werden, bietet die Produktfamilie zwei Varianten – bezeichnet als Core und Prime. Beide Ausführungen ermöglichen die Wahl zwischen 25 mm Arbeitsabstand bei einem Sichtfeld von 30 mm oder 100 mm Arbeitsabstand mit 50 mm Sichtfeldbreite. Dies gewährleistet eine flexible, anwendungsgerechte Sensorauswahl. Für die zeitsparende und einfache Inbetriebnahme ist der AS30 als Plug-and-play-Sensor ohne weitere Einstellungen einsatzbereit. Ein zusätzliches Kanteneinlernverfahren erhöht seine Prozesssicherheit in Grenzbereichen. Seine Konfiguration kann vom Anwender aber auch über IO-Link und das Engineering-Tool Sopas des Herstellers angepasst werden. Der große Lichtfleck gewährleistet eine schnelle Ausrichtung des Sensors auf das Objekt – eine zeitaufwendige Feinjustage ist aufgrund der großen Messbereiche nicht erforderlich. Ebenfalls identisch bei den beiden Varianten sind zwei Schaltausgänge und der Analogausgang. Letzterer versorgt nicht nur die Maschinensteuerung mit den erforderlichen Regelungsinformationen im Format 4-20 mA, sondern meldet auch mit einem 3,5-mA- oder einem 20,5-mA-Signal, wenn und wo die Kante das Sichtfeld des Sensors verlässt.

Variante Prime: hohe Wiederholgenauigkeit und Smart-Task-Fähigkeit

Die Bezeichnung drückt es aus: der AS30 Prime ist der „Primus“ der Produktfamilie – was sich in verschiedenen Eigenschaften und Funktionalitäten ausdrückt. So bietet diese Variante die Möglichkeit, entweder direkt tastend oder im Reflektorbetrieb neben opaken auch transparente Materialien zuverlässig zu detektieren – wie beispielsweise den durchsichtigen Aufreißfaden in Folie verpackter Tabakprodukte. Die Wiederholgenauigkeit erreicht dabei 30 µm, so dass auch sehr anspruchsvolle Prozesse – bis hin zur hochgenauen Abwicklung von transparenten oder glänzenden Bahnmaterialien oder der Rundheitsprüfung von Flaschen – mit höchster Präzision gesteuert und geregelt werden können. Funktionstasten und das gut ablesbare TFT-Display dieser Variante vereinfachen die Einstellung am Gerät und visualisieren wichtige Informationen wie beispielsweise die Kantenposition, die Prozessqualität, die Empfindlichkeitseinstellung oder Diagnosedaten wie Temperaturen oder Betriebsstunden. Für eine optimale Positions- oder Breitenüberwachung können zudem Schaltpunkte oder -fenster individuell erstellt und konfiguriert werden. Dieses und andere intelligente Edge-Computing-Funktionen können sowohl das Kommunikations- als auch das Automatisierungssystem wirkungsvoll entlasten.

Multifunktionalität in den Sensor integriert

Funktional schöpft der Sensor aus dem Vollen. Insgesamt vier Modi sind in ihn integriert. Die Betriebsart „Bahnkantenführung“ detektiert und misst den Kantenlauf bei der Verarbeitung von Endlosmaterialien wie Folien, Kartonagen, Papier, Schlauchbeuteln, Etikettenbahnen oder Vliesstoffen. Die Erfassung kann dabei sowohl über die Bahnkante als auch anhand einer optischen Linie oder Bedruckung auf dem Material erfolgen. Sollten sich in einer Aufgabenstellung mehrere Kanten im Sichtfeld des Sensors befinden, registriert dieser die absolute Höhe und den Kontrastsprung der zu überwachenden Kante und „blendet“ die anderen aus. Dies gewährleistet hohe optische Robustheit. Interessante Möglichkeiten bietet der AS30 Prime zudem mit der Funktion „Objektpositionierung“. Die Lage beispielsweise von Papierbögen oder Kartonagen, lässt sich mit Hilfe des Array-Sensors zuverlässig erkennen. Der Anwender hat dabei die Möglichkeit, über den Analogausgang des Sensors oder seine IO-Link-Anbindung Positionierrampen zum Abbremsen und Stoppen des Objekts auszugeben. Im Modus „Breitenmessung“ ist es möglich gleichzeitig zwei Kanten zu detektieren und dabei ihren Abstand zueinander zu verifizieren. Ein kontinuierlicher Materialauftrag, etwa eine von einem Leimauftragssystem applizierte Kleberaupe oder eine Schweißnaht, lässt sich mit höchster Präzision erkennen, verfolgen und in ihrer Breite prüfen. Mögliche Auftrags- oder Prozessfehler werden so frühzeitig erkannt. Die Produktqualität wird sichergestellt, Ausschuss vermieden. Bei der Funktion „Mittenmessung“ werden ebenfalls zwei Kanten im Sichtfeld des Sensors erkannt und zugleich die Mittellinie zwischen diesen berechnet.

Variante Core: fokussiert auf das Wesentliche

Die Funktionalitäten des AS30 Core konzentrieren sich auf die Bahnkantenführung und die Objektpositionierung bei opaken und halbtransparenten Materialien. Ausschließlich vorgesehen für den tastenden Betrieb auf eine Kante, erreicht dieser Array-Sensor eine Wiederholgenauigkeit von 200 µm. Über seine IO-Link-Anbindung liefert auch diese Variante alles, was einen smarten Sensor ausmacht: besondere Detektionsleistung, effiziente Kommunikation und Diagnose-Funktionalität. Überall dort, wo in Verpackungsprozessen Bahnkanten oder -breiten mit hoher Präzision zur Prozessregelung und Qualitätssicherung erkannt werden müssen, bieten sich den Array-Sensoren der Produktfamilie interessante wie auch anspruchsvolle Einsatzmöglichkeiten. jg

Messe SPS 2019: Halle 7A, Stand 340

Details zu den Array-Sensoren der Produktfamilie AS30 von Sick
hier.pro/U4qOA

Kontakt:

SICK AG
Erwin-Sick-Str. 1
79183 Waldkirch
Tel.: +49 7681 202–0
Fax: +49 7681 202–3863
E-Mail: info@sick.de
Website: www.sick.de

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