Sowohl in der Fertigung als auch bei der Montage oder im Rahmen der Qualitätskontrolle müssen unterschiedliche Objekte häufig anhand teilweise minimaler Größen- oder Höhenunterschiede identifiziert und verglichen werden. Der Sondermaschinenbauer Müko in Weinstadt-Beutelsbach setzt bei der optischen Objekterkennung ganz auf die Vorteile des innovativen Lichtbands BLA von Balluff.
in Neuhausen
Das hochauflösende Lichtband BLA (Light Array) des Sensorspezialisten Balluff mit einer Breite von 50 mm und einer Reichweite von bis zu 2 m besteht aus einem Sender mit einem leistungsfähigen Rotlichtlaser sowie einem Empfänger und arbeitet vollkommen autark, also ohne weiteres Zubehör wie PC oder spezieller Software. Beide Komponenten sind jeweils in einem robusten Metallgehäuse untergebracht und mit Abmessungen von 100 x 113 x 26 mm kompakt und damit einfach in Anlagen zu integrieren. In IP65 sind sie optimal für den industriellen Einsatz gerüstet, Sender und Empfänger sind durch eine widerstandsfähige und reflexionsfreie Glasscheibe geschützt.
„Mit nur einem einzigen Gerät können wir erstmals die ganze Vielfalt der zu erkennenden Komponenten abdecken und prüfen“, so Uwe Müller, Geschäftsführer für komplexe Montage- und Prüfanlagen bei Müko. „Dies ist wichtig, da mit der neuen Anlage ein großes Spektrum unterschiedlicher induktiver Sensoren zu fertigen ist. Es muss schon bei der Vormontage sichergestellt sein, dass bei der chargenweisen Fertigung für jeden Sensortyp das richtige Gehäuse Verwendung findet. Die Gehäusedurchmesser differieren nur geringfügig, Unterschiede sind mit dem menschlichen Auge kaum festzustellen, deshalb haben wir diesen Prozess automatisiert. Das hochauflösende Lichtband BLA garantiert uns die fehlerfreie Montage der verschiedenen Sensortypen.“
Die Abläufe in der Produktion
Der Fertigungsprozess beginnt, indem der Werker an der ersten Station manuell die Einzelteile für den zu montierenden Sensor einlegt. Dann drückt er die Start-Taste und das Licht-Array prüft, ob die korrekten Teile vorliegen. Dazu wird der Durchmesser des Rohres und des Steckeransatzes erfasst und an die übergeordnete Steuerung weitergeben. Erst, wenn die gemessenen Dimensionen zu dem vom Werker vorgewählten Sensortyp passen, erfolgt die Freigabe für den Fügeprozess mit seinen genau definierten Kräften und Wegstrecken. Liegt eine Verwechslung oder eine Störung vor, so wird dies signalisiert, der Werker quittiert und entfernt das fehlerhafte Teil. Danach wird die Anlage automatisch für einen neunen Fertigungsablauf freigegeben.
Ist der Fügeprozess abgeschlossen, entnimmt der Werker von Hand das fertige Teil und setzt es in einen Werkstückträger (WT) ein. Sobald dieser mit vier Induktivsensoren voll bestückt ist, wandern die Sensoren in der verketteten Anlage in die nachfolgende Ausschäumstation. Dort wird eine genau definierte Menge der Ausschäummasse in jedes Gehäuse injiziert, bevor die Sensoren zum Aushärten des Polymers in vorgegebener Zeit einen Wärmetunnel passieren. Jeweils 8 Sensoren kommen dann zur Endkontrolle und werden anschließend in Blisterpackungen versandfertig gemacht.
Funktionsweise des Lichtbandes
Undurchsichtige Objekte wie die Sensorgehäuse wirken abschattend auf das Lichtfeld des Light Arrays, was die hochauflösende CCD-Zeile des Empfängers mit hoher Präzision und Auflösung zuverlässig erkennt. Dies ist die Voraussetzung, um die geringen Gehäuseunterschiede präzise unterscheiden zu können. Selbst bei einer maximalen Distanz von 2 m bietet das Lichtband eine Auflösung besser als 0,1 mm. Somit lassen sich auch sehr kleine Objekte einwandfrei detektieren. Dies funktioniert nur deshalb, weil das Lichtband ein absolut homogenes Lichtfeld mit überall gleicher Intensität bietet. Erreicht haben dies die Konstrukteure des BLA durch das „Auffächern“ des Laserlichts über ein Prisma.
Mit dem Lichtband lässt sich nicht nur die Dicke, sondern gleichzeitig auch die Position eines Objektes erfassen. Das wird von Müko zwar bei dieser Applikation nicht benötigt, ist aber für andere Fragestellungen interessant, etwa wenn es darum geht, die Position eines durch das Beobachtungsfeldes laufenden Drahtes zu erfassen. Und ein weiterer Vorteil: Das Lichtband arbeitet völlig autark und liefert fertige Detektionsergebnisse ohne weiteres Zubehör. Damit entfällt der sonst erforderliche Datenaustausch mit weiteren Komponenten oder Geräten, was nicht nur den Traffic auf der Datenleitung minimiert, sondern gleichzeitig auch die Steuerung entlastet.
Komfortable Bedienung
Sender und Empfänger sind über das grafische Live-Bild der im Empfänger integrierten Multifunktionsanzeige einfach und schnell auszurichten. Der Anwender kann zwischen unterschiedlichen Erkennungsmodi wählen und die Toleranzlevel an die eigene Applikation anpassen. Per Tastendruck lassen sich unterschiedliche Objekte einlernen und den drei binärcodierten Digitalausgängen zuordnen. Zusätzlich stellt das Lichtband zwei Analogausgänge zur Verfügung, deren Signale sich vielfältig verwenden lassen. Müko nutzt einen, um die Messwerte der Größenmessung an die Steuerung auszugeben. Sie lassen sich unabhängig voneinander konfigurieren und zwischen „steigend“ oder „fallend“ umschalten, wobei die Messwerte in Millimetern direkt am Display angezeigt werden. Eine Variante mit IO-Link-Schnittstelle ist zukünftig ebenfalls verfügbar. Der Anwender kann das Display der Einbausituation anpassen, indem er die Darstellung bei Bedarf um 180° dreht. Dabei ist stets eine gute Ablesbarkeit gegeben.
Mit dem „Blanking“ lassen sich Objekte im Messfeld ausblenden. Dazu genügen ebenfalls wenige Eingaben am Display. Das Lichtband ignoriert dann z.B. Einbauten oder Objekthalterungen. Erkannt wird dann nur das zu prüfende Sensorgehäuse, nicht aber seine Halterung oder ein anderes Maschinenteil, das aufgrund der Einbausituation ins Messfeld ragt. Den vom Sensor auszublendenden Bereich definiert der Anwender beidseitig in 0,1-mm-Schritten. I
Info & Kontakt
Balluff GmbH
Neuhausen a.d.F.
Tel.: +49 7158 173-0wwww.balluff.de
Weitere Informationen über das Lichtband BLA:
http://t1p.de/mj4k
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