Anwendungsbeispiel: Schnelle Objekterkennung

Eine kleine Öffnung im Tankdeckel

Aufgrund ihrer kompakten Bauweise genügt für den Einbau eine kleine Öffnung im Tankdeckel. (Quelle: Pepperl+Fuchs)

Die UC18GS-Serie

Die UC18GS-Serie mit IO-Link von Pepperl+Fuchs vereint alle Vorteile der Ultraschalltechnologie (Quelle: Pepperl+Fuchs)

In Abfüllanlagen der Getränkeindustrie geht es um hohe Stückzahlen. Entsprechend groß ist auch der Durchsatz der Maschinen. Leere Gebinde werden in hoher Frequenz zur Füllstation befördert. Die Roboterzuführung zur Abfüllung wird erst aktiviert, wenn sich die Flaschen in der gewünschten Endposition befinden. Deshalb wird jede Flaschengasse sensorisch überwacht. In der Regel befinden sich mehrere solcher Gassen unmittelbar nebeneinander, dieselbe Anzahl von Sensoren ist dort auf engem Raum montiert. 

Anders als die meisten Sensoren, die mit Licht arbeiten, lassen sich die Ultraschallsensoren von den Farben der Gebinde, von spiegelnden Oberflächen, transparentem Material oder unregelmäßigen Konturen nicht beeinträchtigen. Sie erkennen die Anwesenheit der Flaschen an den Endpositionen zuverlässig und genau, trotz hoher Maschinengeschwindigkeit und ständiger Vibration. Die Erfassung ist auch bei variierenden Konturen und prozesstypischen Positionsabweichungen gewährleistet, da die Schallkeule flächig auf die Oberfläche des Gebindes trifft.

Bei mehreren Geräten auf engem Raum sorgt eine automatische Synchronisierung dafür, dass diese ihre Schallsignale aufeinander abstimmen und sich nicht gegenseitig stören. Über den integrierten Synchronisationseingang können dafür bis zu zehn Sensoren miteinander verbunden werden. Eine gesonderte Parametrierung ist nicht erforderlich. Die Konfiguration der einzelnen Geräte kann per IO-Link repliziert werden.

Anwendungsbeispiel: Füllstand ohne Störgrößen

Der Pegel von Flüssigkeiten kann beim Auffüllen oder Anzapfen des Behälters in unregelmäßige Bewegung geraten; bei Granulaten entstehen Schüttkegel und Trichter. Die flächige Messung mit der Schallkeule erlaubt in beiden Fällen die Ermittlung valider Mittelwerte. Die Geräteserie UC18GS bietet zudem die Möglichkeit, Störgrößen, wie Stützstreben, Trittleitern oder andere ins Messfeld hineinragende Objekte, im Inneren der Behälter per Software (Pactware) auszublenden. Der Schallkeulendurchmesser lässt sich an den gewünschten Zielbereich sowie an unterschiedliche Behälterformen anpassen. Die Messung liefert auch im Bereich der ausgeblendeten Störgrößen zuverlässige Ergebnisse. 

Der Tankpegel wird zudem unabhängig vom Material und seinen optischen Eigenschaften erfasst. Mit der Schutzart IP67 bieten die Geräte die Gewähr, dass auch sehr raue Bedingungen des industriellen Umfelds die Messung nicht beeinträchtigen. Aufgrund der kompakten Bauweise der Sensoren genügt für den Einbau eine kleine Öffnung im Tankdeckel.

Fazit

Pepperl+Fuchs hat in mehr als 30 Jahren das weltweit größte Portfolio im Bereich Ultraschallsensorik aufgebaut. Die Aktivitäten in diesem Bereich sind in einem spezialisierten Technologiezentrum mit Entwicklung und Produktion in Deutschland gebündelt. Aus der langjährigen Zusammenarbeit mit Anwendern auf der ganzen Welt ist dort ein umfassendes Know-how zu Ultraschallapplikationen entstanden. Eine breite Palette von Zubehörprodukten liefert die Module für die reibungslose Integration der Geräte in nahezu alle Anwendungen. Auch kundenspezifische Entwicklung und Produktion ist im Ultraschall- Technologiezentrum möglich. 

Eine bedeutsame Ergänzung hatte das Portfolio Ende letzten Jahres durch die Übernahme des Safety-Ultraschallsensors „USi“ von der Mayser GmbH & Co. KG erfahren. Der Sensor verfügt über eine Sicherheitszertifizierung nach DIN EN ISO 13849, Kategorie 3, PL d. In den zweikanaligen Ultraschallsensor sind zwei Wandler integriert, die an eine Auswerteeinheit angeschlossen sind. Auf jedem der beiden voneinander unabhängigen Kanäle sind über eine elliptische Schallkeule Objekterfassungen im Bereich von bis zu 2 500 mm möglich. Zur Signalausgabe stehen zwei sichere OSSD-Ausgänge zur Verfügung. „Der USi ist eine perfekte Ergänzung unseres breiten Portfolios an Ultraschallsensoren und erweitert gleichzeitig unser Angebot in den strategischen Zielbranchen Intralogistik und Mobile Maschinen um eine intelligente und hochzuverlässige Safety-Applikationslösung“, so Reiner Müller, Geschäftsbereichsleiter Fabrikautomation bei Pepperl+Fuchs.

Till Hoffmeyer-Zlotnik, Global Product Manager Ultrasonic bei der Pepperl+Fuchs SE.
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