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Messendes Lichtgitter von Sick im IP69K-Gehäuse für raue Umgebungen

Automatisierung von Messaufgaben
Messendes Lichtgitter von Sick im IP69K-Gehäuse für raue Umgebungen

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Detektieren und Messen in rauester Umgebung: dies ermöglicht das Lichtgitter MLG-2 von Sick im IP69K-Schutzgehäuse. Lebensmittel- und reinigungsgerecht konzipiert, ermöglicht es auch unter rauesten Bedingungen eine hygienegerechte Automatisierung von Messaufgaben in der Fleischindustrie, in Molkereien und in der Lebensmittelverarbeitung.

Michael Burger, Product Manager MLG-2, Global Business Center Presence Detection, und Marco Kaiser, Strategic Industry Manager Consumer Goods – Packaging, Global Industry Center Factory Automation, beide Sick AG, Waldkirch

Inhaltsverzeichnis

1. Keimen keine Chance geben
2. Lichtgitter ermöglicht die Lösung anspruchsvoller Automatisierungsaufgaben
3. Keine Einbußen in puncto Performance
4. Zukunftssicher automatisieren

Messende Lichtgitter der Produktfamilie MLG-2 der Sick AG, Waldkirch, werden in automatisierten Prozessen zur Anwesenheitsdetektion beliebiger Objekte sowie zu deren Vermessung in 2D und 3D eingesetzt. Die Erfassung von Höhe und Breite – und mit einem zusätzlichen Wegmesssystem auch der Länge – wird im Rahmen einer Prozesssteuerung oder Qualitätsüberwachung unter anderem zur Bahnkantenregelung, zur Kontur- und Volumenmessung oder zur optischen Lagen- und Fehlstellenprüfung eingesetzt.

Überwachungshöhen zwischen 150 und 3.200 Millimetern in verschiedenen Strahlrastern von 2,5 bis 50 Millimetern, Reichweiten bis zu 8,5 Meter, I/O- und Feldbus-Schnittstellen sowie abgestufte automatisierungstechnische Ausstattungspakete ermöglichen dabei maßgeschneiderte und wirtschaftliche Lösungen. In den Schutzarten IP65 und IP67 sowie durch die Spezifizierung für Betriebstemperaturen zwischen -30 °C und +55 °C von Hause aus bereits sehr robust, erschließt die Integration in ein IP69K-Schutzgehäuse dem Lichtgitter „das breite Angebot“ der Fleisch-, Milch- und Lebensmittelverarbeitung – mit ihren besonderen Anforderungen.

Keimen keine Chance geben

Zerlege- und Verarbeitungsmaschinen in der Fleischindustrie, Käsepressen und Transportanlagen in Molkereien sowie Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie sind Beispiele für Anlagen, die höchste Anforderungen an die Prozess- und umfeldgerechte Auslegung darin verbauter Komponenten stellen. Möglicher direkter Kontakt mit Produkten, insbesondere wenn sie eiweißhaltig sind, und daraus resultierende Kontaminierungsgefahren bedingen regelmäßige Reinigungen und Desinfektionen des Nassbereiches von Maschinen. Diese vermeiden Hygienerisiken durch die Verunreinigung der Fleischprodukte mit Mikroorganismen, Sporenbildnern oder anorganischen Rückständen.

Gleichzeitig verlangen die Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen an den außenliegenden Flächen und Komponenten Maschinen und Materialien alles ab. Die Verwendung beispielsweise tensidhaltiger, saurer, Chlor- und chloralkalischen Schaumreiniger oder neutraler, Hypochlorit- oder Peressigsäure-haltiger Desinfektionsmittel übersteigt die Materialbeständigkeit von üblichen Standardsensoren. In der Regel hinzu kommt der Einsatz von Hochdruckreinigern, der herkömmlichen Automatisierungskomponenten schnell ihre Einsatzgrenzen aufzeigt. Schließlich gilt es, besondere Hygieneanforderungen sowie hygienerelevanter Empfehlungen, Standards, Normen, Verordnungen und Vorschriften einzuhalten, um den höchstmöglichen Schutz vor Keimen und Kontaminationsrisiken erreichen.

Lichtgitter ermöglicht die Lösung anspruchsvoller Automatisierungsaufgaben

Das messende Lichtgitter im IP69K-Schutzgehäuse ermöglicht die Lösung anspruchsvoller Automatisierungsaufgaben auch im rauen Betriebsumfeld der Fleisch-, Milch- und Lebensmittelverarbeitung. Eingesetzt wird es in vielen Applikationen dort, wo die Produkte verarbeitet werde, wo sie die Verarbeitung in Richtung Primärverpackung verlassen und dort, wo sie in Beutel, Trays oder andere Gebinde verpackt werden. Häufig handelt es sich dabei um Nassbereiche, in denen die Maschinen und ihren Komponenten während der Reinigung und Desinfektion einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt sind. Durch das Schutzgehäuse ist das eigentliche Lichtgitter wirkungsvoll und dauerhaft vor äußeren Einflüssen geschützt – und damit der Gefahr, im Betrieb „zerlegt“ zu werden.

IP69K sagt es aus: es besteht sowohl vollständiger Schutz gegen das Eindringen von Staub und gegen eine Berührung des Lichtgitters als auch gegen das Eindringen von Wasser, selbst bei einer Reinigung mit Hochdruck oder mit Dampfstrahl. Partikel in der Umgebungsluft, Feuchtigkeit, Dampf, Kondensat – all dies bleibt also dauerhaft draußen. Verantwortlich dafür ist zudem die Auswahl der verwendeten Materialien: Edelstahl für das Gehäuse und die Endkappen, Polymethylmethacrylat PMMA für die Röhre sowie Silikon für die Dichtungen überzeugen durch eine hohe chemische und thermische Materialbeständigkeit. Dichtigkeit und Materialbeständigkeit vereinen sich in der lebensmittelgerechten Konstruktion des Schutzgehäuses, das in EHEDG-gerechter Ausführung konzipiert wurde. Die glatte Edelstahloberfläche minimiert das Anhaften von Produkt- und Medienresten.

Das Gehäusedesign ist konsequent spaltfrei ausgeführt – mit glatten Übergängen vom Gehäuse oder den Endkappen zur PMMA-Röhre sowie mit gerundeten Kanten und schrägen Flächen. Dies vermeidet zuverlässig das Entstehen von Rückstandsnestern und damit Nährböden für Bakterien und andere Mikroorganismen. Das Design der IP69K-Schutzröhre und das darin integrierte Lichtgitter können von Maschinenbauern für ihre Anlagen hinsichtlich der Hygienegerechtigkeit im System entsprechend zertifiziert werden.

Keine Einbußen in puncto Performance

Gleichzeitig ist das MLG-2 mit Schutzgehäuse genau so leistungsfähig wie ohne: die PMMA-Röhre bietet eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit und Langzeit-Lichtbeständigkeit. Der thermoplastische Kunststoff ist zudem äußerst schlag- und kratzfest. So bleiben zum einen die besonderen Lösungsmöglichkeiten erhalten, die die spezielle ASIC-Technologie SIRIC dem Lichtgitter eröffnet. Die bis zu 500 Strahlen des Lichtgitters können einzeln in ihrer Intensität bewertet und ausgewertet werden. Hieraus ergeben sich eine besondere Zuverlässigkeit beim Erkennen des Übergangs von Produkt zu Hintergrund.

Auch helles oder dünnes Fleisch wird daher zuverlässig detektiert und gemessen. Hinzu kommen neue Möglichkeiten für qualitätsprüfende Anwendungen, beispielsweise die mögliche Detektion von Fremdkörpern mit signifikant abweichender Lichtdurchlässigkeit. Zu anderen überzeugt das Gerät auch in der Schutzröhre durch einen hohen Umspiegelungsschutz. Die absolute Gleichlichtfestigkeit bis 150.000 lux schützt das Lichtgitter in allen Spektralbereichen gegen Blenden durch direktes Sonnenlicht und Fremdlicht.

Messtechnisch ist das Lichtgitter in der Lage, auch unförmige Objekte beim Transport durch das Messfeld anhand ihrer Vorderkante zu erkennen. Beim Zerlegen von Schlachtkörpern beispielsweise können einzelne Fleischstücke – im Rahmen einer verbraucherorientierten Produktion – über ihre Größe für die Herstellung verschiedener Endprodukte separiert werden, beispielsweise für Schnitzel, Gulasch oder Hackfleisch. Zudem kann die Prozesssteuerung über die Größen-, Kontur- und Volumenwerte entscheiden, ob sich bestimmten Stücke für eine Tray-Befüllung eignen oder nach dem Einlegen in die Schale über den Rand hinausragen und so eine automatisierte Folienversiegelung verhindern.

In Molkereien hilft die Höhenvermessung von Käselaiben, einen reibungslosen Verpackungsprozess zu gewährleisten. Mittlerweile gibt es sogar Maschinen, die die Größe der Verpackung anhand der Messdaten des MLG-2 an die Größe jedes einzelnen Produktes anpassen und dadurch einen effizienten, ressourcenschonenden Einsatz von Packmitteln unterstützen.

Zukunftssicher automatisieren

Prozesssicherheit ohne Performanceeinbußen – das messende Lichtgitter ist in jeder Hinsicht fit für Food & Beverage. Es ist Lösungen mit mehreren Einzelsensoren in funktionaler wie auch integrationstechnischer Hinsicht überlegen und zugleich deutlich wirtschaftlicher und robuster als konventionelle Kameralösungen. Die Einsatzmöglichkeiten in der Fleisch-, Milch- und Lebensmittelverarbeitung sind schon jetzt sehr vielseitig. Die Integration der Lichtgitter über IO-Link in Industrie-4.0-Umgebungen wird zudem weitere use cases generieren, in denen die Messdaten wichtige Entscheidungshilfen beispielsweise für die Prozessoptimierung oder das Condition Monitoring sein können. (jg)

www.sick.de

Details zu Lichtgitter-Systemen von Sick


Kontakt:

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

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