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Sensoren in der Förder- und Lagertechnik

Das vermehrte Detektieren stark unterschiedlicher Güter ist eines der Resultate der zunehmenden Automatisierung der Intralogistik.

Die voranschreitende Automatisierung der Logistik steht vor neuen Herausforderungen. Sowohl in der Kommissionierung als auch in der Produktion und der Weiterverarbeitung treten vermehrt stark unterschiedliche Güter direkt nacheinander auf. Deshalb müssen Maschinen heute schnell und einfach von Großserien mit gleichartigen Objekten auf Einzelprodukte umgestellt werden können. Am besten auftragsbezogen und nicht chargenbezogen. Diese Anforderungen, ein Resultat von Industrie 4.0, führen zu entsprechend leistungsfähigen Steuerungen und neuen Sensorkonzeptionen. Ein entscheidender Punkt dabei ist die zuverlässige Objekterkennung, etwa um daraus weitere Schritte für Bearbeitung und Sortierung abzuleiten. Bei der Sensorauswahl zur Objekterkennung spielen neben der eigentlichen Objektfarbe und -form auch die Umgebung und der Hintergrund eine entscheidende Rolle. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben sich im Laufe der Jahre mehrere Funktionsprinzipien etabliert – jedes davon mit ganz spezifischen Eigenschaften.

Detektion mit Lichtband

Eine sehr zuverlässige Objekterkennung wird mit Reflexions-Lichtschranken erreicht – üblicherweise mit einem punktförmigen Lichtfleck gegen einen Reflektor. Allerdings stößt diese Variante an ihre Grenzen, wenn Objekte mit durchbrochener Oberfläche oder umschrumpfte Pakete oder Paletten durch depolarisierende Effekte sicher erkannt werden sollen. Um solche anspruchsvollen Aufgaben zu lösen, nutzt man bis dato Lichtgitter. Diese liefern die geforderte Bandbreite (Feldhöhe) und eine hohe Auflösung, haben aber auch einen entsprechend höheren PraxiswissenPreis. Um diese Aufgabe kostengünstiger zu lösen, hat etwa Leuze Electronic für seinen „Variablen Objekt Sensor“ (VarOS) eine patentierte Fresnell-Linse entwickelt, die den Lichtstrahl einer einzelnen Sendediode auf ein homogenes und breites Lichtband auffächert. Das Signal des reflektierten Lichts wird über die gleiche Linse auf die Empfangsdiode fokussiert. Auch die Abmessungen des Sensors entsprechen denen von Standardsensoren, die im Materialfluss zum Einsatz kommen und eine ähnlich große Optik aufweisen.

Die Lichtbandkanten sind dabei über die gesamte Reichweite von fünf Metern gleichförmig. Mit dem Funktionsprinzip des aufgefächerten Reflexions-Lichtbands schafft man einen Sprung bei der Einsatzbreite eines herkömmlichen Sensors. Das bis zu 60 Millimeter breite Lichtband erkennt unterschiedliche Objekte zwischen Sensor und Reflektor überall im Strahlbereich und ohne Totbereich. In der Praxis kommen variable Objekte recht häufig vor – das betrifft überhängende Antsbauteile, Höhenunterschiede von Ladungsträgern sowie kleine Beschädigungen, Rundungen oder Abstufungen. Zudem war es bisher schwierig, einen passenden Sensor für die Erkennungen von Gitterboxen zu finden, der keine Probleme mit der Gitterstruktur hat. Außerdem sollen manchmal ganz kleine Objekte wie Folienfetzen oder Verpackungsschnitzel ignoriert werden. Es spielt für den neuen Sensor auch keine Rolle, ob das Objekt halbtransparent, schwarz oder klein im Durchmesser ist, weit weg oder direkt vor dem Sensor steht oder ob es als unterbrochenes Gitter oder umstretchte Palette ausgeführt ist. Daraus ergeben sich vielfältige Einsatzfälle sowohl zur Positionserkennung, zur Überstandkontrolle, zur Aktivierung anderer Komponenten, zur Freiraumprüfung und sogar zur Aktivierung von Muting-Funktionen in der Arbeitssicherheit.


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