2D-Profilsensoren in der Praxis

Wo genau liegt das Objekt am Band? Wie hoch ist es? Verläuft die Kante gleichmäßig? In vielen automatisierten Prozessen braucht es diese Informationen für eine reibungslose Fertigung. Um diese Daten zu erfassen, kommen meist optische, induktive oder Ultraschallsensoren zum Einsatz, gelegentlich Kameras. Eine vielseitige, weniger bekannte Alternative sind smarte 2D-Profilsensoren.

Was hierzulande noch exotisch wirkt, ist in den USA längst im bewährten Praxiseinsatz: eine vollautomatische Sandwich-Linie, auf der jede Stunde mehr als 70 Sandwiches vom Band laufen, perfekt mit Wurst und Käse belegt. Die Anlage ist eine Kombination mehrerer Einzelsysteme des deutschen Unternehmens Weber Maschinenbau, das auf Aufschnittsysteme für die Lebensmittelindustrie spezialisiert ist. Für den zuverlässigen Betrieb der Sandwich-Anlage spielt der smarte Baumer 2D-Profilsensor OXM eine wichtige Rolle. Er erkennt in den einzelnen Maschinensegmenten die Lage der Brote und die Position der Wurst- und Käsescheiben.

Der Brot-Roboter muss beispielsweise wissen, wie hoch das Brot ist, wo sich dessen Mitte befindet (längs und quer) und ob es eventuell schräg auf dem Band liegt. All diese Informationen liefert der OXM mittels integrierter Mess- und Auswertefunktionen. Das bedeutet, dass die gesamte Berechnung der Messwerte im Sensor erfolgt. Der smarte Profilsensor liefert die errechneten Koordinaten schon in der gewünschten Einheit, beispielsweise Millimeter. Im Fall der Sandwich-Linie misst der OXM die Höhe und sämtliche Kanten des Brotes und berechnet daraus die Brotmitte. So können die Sauggreifer die obere Hälfte an der idealen Stelle beschädigungsfrei abheben.

Der OXM ermittelt in der automatischen Sandwich-Anlage ebenfalls die seitliche Position und die Höhe der Wurst- und Käsescheiben auf dem Band, damit ein Greifer die Beläge passgenau auf der unteren Brothälfte platzieren kann. Diese Funktionalität nutzt Weber nicht nur für die Sandwich-Anlage, sondern auch für seine Slicer, die Aufschnitt schneiden, portionieren und in optimaler Form für den Verpackungsprozess bereitstellen. Hierbei liefert der Baumer OX Profilsensor die Positionsdaten, um Salami-, Schinken oder Käsescheiben seitlich exakt auszurichten. Das ist notwendig, damit die Lebensmittel beim Verpacken immer an der gleichen Position eingelegt werden können.

Warum setzt Weber Maschinenbau bei der Sandwich-Linie auf den smarten 2D-Profilsensor OXM? „Für uns ist wichtig, dass wir keinen großen Aufwand mit der Integration des Sensors haben. Der OXM liefert die Positions- und Lageinformationen ohne zusätzlichen Controller gleich an die Maschinensteuerung. Er ist kompakt, schnell angeschlossen und lässt sich über das intuitive Webinterface einfach parametrieren“, erklärt Marco Nichau, Leiter Produktgruppe Automatisierung bei Weber Maschinenbau.

Zudem eigne er sich für die Sandwich-Linie sehr gut, weil er oberflächenunabhängig und fremdlichtsicher funktioniere – und das bei gutem Preis-Leistungs-Verhältnis. „Die Leistungsfähigkeit und einfache Handhabung der smarten Baumer Profilsensoren waren in Verbindung mit dem kompetenten und reaktionsschnellen Support ausschlaggebend für unsere Wahl“, kommentiert Nichau.

Ein bewährtes und schnell einsatzbereites Tool ist der OXM auch bei Positionieraufgaben wie der Bahnkantensteuerung von Stoffbahnen, Platten, Papierbahnen oder Förderbändern. Gerade bei engem Bauraum und wenn hohe Konstruktionsfreiheit gefragt ist, punktet der 2D-Profilsensor mit seiner kompakten Bauform und dem Kabelkonzept Power over Ethernet. Da der OXM nur ein Kabel für Datenübertragung und Stromversorgung benötigt, reduziert er Verbindungsaufwand und vermeidet überflüssige Kabel.

Anwendung 3: Positionskontrolle zum Abstapeln

Auch wenn Anwendungen hohe Präzision und Geschwindigkeit erfordern, liefert der OXM schnell und mit einer Auflösung von bis zu 5 µm die benötigten Koordinaten, wie bei diesem Beispiel: Ein Roboter legt Bögen (aus Karton, Schaumstoff, Carbon oder Ähnlichem) von einem Palettenstapel auf einen Schneidplotter. Dort werden sie zurechtgeschnitten. Dabei ist es wichtig, dass die Bögen auf dem Schneidplotter immer genau gleich positioniert werden. Der OXM erfasst die Kanten der Bögen und gibt die Koordinaten an die Steuerung weiter. Mit dieser Information kann der Greifer jeden Bogen immer an die exakt gleiche Position auf das Band des Schneidplotters legen.