Bezkontaktowy pomiar prędkości i przemieszczenia

Jak zmierzyć długość klejącego się materiału jak np. czekolada, ciasto na wypieki, masa karmelowa z różnymi bakaliami czy inne produkty spożywcze? I do tego nie martwić się o poślizgi i nie ryzykując

Idealnym rozwiązaniem byłoby mieć uniwersalny produkt dla większości spotykanych powierzchni pomiarowych jak: blacha, drewno, guma, plastik, tekstylia, produkty spożywcze itd. Rozwiązaniem na uniwersalny, prosty i efektywny pomiar prędkości i przemieszczenia jest bezkontaktowy czujnik kontroli ruchu SPEETEC. Czujnik ten został przedstawiony już na łamach iAutomatyki, natomiast w ostatnim czasie zdobył on nowe funkcjonalności konfiguracyjne, które chcielibyśmy przedstawić z omówieniem pod konkretne aplikacje.
W ramach krótkiego przypomnienia, bezkontaktowy czujnik laserowy SPEETEC służy do pomiaru prędkości liniowej i długości obiektów przemieszczających się na taśmie transportowej. Ze względu na pomiar bezkontaktowy, nie wykazuje on zużycia i poślizgu oraz eliminuje ryzyko uszkodzenia lub zanieczyszczenia powierzchni mierzonej. Teraz z dodatkowymi funkcjonalnościami diagnostyki, konfiguracji i integracji zewnętrznego triggera. Tym samym inspekcja długości materiałów jest jeszcze bardziej prostsza i łatwiejsza do integracji w istniejący układ sterowania.

Przykłady zastosowania:
Produkcja materiałów budowlanych
Produkcja mebli, płyt gipsowo-kartonowych i innych elementów konstrukcyjnych wymaga bardzo wysokiej jakości i powtarzalności. Szybkie procesy produkcyjne wymagają niezawodnego pomiaru prędkości i długości, aby zapewnić zgodność ze standardowymi wymiarami. SPEETEC niezawodnie rozwiązuje to zadanie bez kontaktu z powierzchnią mierzonego materiału. Tym samym nie występuje ryzyko uszkodzenia powierzchni pomiarowej czy poślizgów.

Produkcja profili z tworzyw sztucznych
Kontrola jakości procesów cięcia poprzez zautomatyzowany pomiar długości bezpośrednio na materiale. Zautomatyzowany pomiar niezależny od typu powierzchni pomiarowej. Pomiar bezkontaktowy bez ryzyka uszkodzenia materiału.

Maszyny pakujące dla przemysłu spożywczego
Pomiar prędkości i długości w procesie pakowania z prostą integracją elektryczną i mechaniczną bez ryzyka uszkodzenia materiału lub ścierania go kołem pomiarowym. SPEETEC to idealne rozwiązanie do kontroli procesu pakowania produktów spożywczych. Praca nie zależy od rodzaju powierzchni, koloru czy struktury materiału pomiarowego. Nie ma konieczności kalibracji czy ponownego ustawiania przy zmianie rodzaju powierzchni pomiarowej.

Drukarnie
Kontrola wydruku bezpośrednio na powierzchni materiału. Bez ryzyka poślizgu na rolkach prowadzących. Bez ryzyka uszkodzenia delikatnej powierzchni. Łatwy montaż i prosta integracja do układu sterowania.

Przemysł tekstylny
Pomiar długości materiałów tekstylnych wiele razy nastręcza wiele trudności w przypadku stosowania standardowych układów pomiarowych. Bezkontaktowy pomiar długości eliminuje problemy związane z poślizgiem materiału. SPEETEC nie niszczy powierzchni pomiarowej. Eliminuje ryzyko elektrostatyczne.

Ważniejsze parametry techniczne:
• krok pomiarowy: od 4 μm
• zakres pomiaru prędkości: 0…10 m/s,
• powtarzalność ≥0,05% (>0,2 m/s),
• dokładność: ≥0,1%(>0,2 m/s),
• dystans roboczy: 50 mm / ±5 mm
• interfejs: 12…30 VDC, TTL lub HTL,
• wymiary: 140 x 95 x 32,5 mm.
https://www.sick.com/pl/pl/speetec/w/speetec/

Czujnik SPEETEC ma możliwość podłączenia bezpośrednio poprzez złącze konfiguracyjne do komputera. Poprzez oprogramowanie SOPAS możemy między innymi przeprowadzić analizę pracy samego czujnika. Czyli równolegle na maszynie odczytujemy bieżącą prędkość, zmierzoną długość materiału bezpośrednio w samym komputerze bez dodatkowej ingerencji w układ sterowania. Bardzo przydatna funkcjonalność, podczas testów czy weryfikacji procesu produkcyjnego. Poza tym czujnik udostępnia szereg informacji serwisowo-diagnostycznych jak czas pracy, czas pod zasilaniem, temperatura wewnętrzna, statusy wejścia i wyjścia cyfrowego.

Aplikacja z życia wzięta:

A teraz przyjrzyjmy się konkretnej aplikacji i konfiguracji czujnika już dla konkretnego rozwiązania.
Naszym zadaniem jest dokonać pomiaru długości saszetek z produktem spożywczym. Ważne jest, aby czujnik wysyłał informacje tylko o długości samej saszetki do sterownika, tak aby w sterowniku nie dokonywać dodatkowej adaptacji programu, tylko odczytywać konkretną informację o długości materiału.
W tym celu posłużono się wejściem cyfrowym, które posiada SPEETEC. Podłączono do niego zewnętrzy fotoprzekaźnik, który był triggerem dla czujnika SPEETEC. W momencie gdy trigger „widział” produkt, czyli saszetkę, SPEETEC dokonywał pomiaru długości. Typowe rozwiązanie, które możemy spotkać w przypadku zastosowania enkodera z kołem pomiarowym.

Warto jednak zaznaczyć, że trigger został podłączony bezpośrednio do czujnika SPEETEC, tym samym nie było potrzeby wykorzystywać dodatkowego wejścia cyfrowego w sterowniku i zaoszczędzono na aspektach związanych z podłączeniem dodatkowego przewodu od triggera. Poniżej przedstawiono konfigurację pracy czujnika w SOPASie. 

Kolejnym naszym zadaniem w tej aplikacji była inspekcja długości saszetek. Zdarzało się, że produkt był transportowany w poprzek na przenośniku. Była to sytuacja niepożądana i należało ją wychwycić i uruchomić dodatkowy element wykonawczy np. siłownik pneumatyczny, który usunąłby nienormatywny produkt z podajnika.
W tym celu zastosowano inspekcję długości z wykorzystaniem wyjścia cyfrowego, które posiada czujnik SPEETEC. W oprogramowaniu SOPAS została zdefiniowana maksymalna długość produktu 100mm. Gdy dany element nie spełnia warunku, wysterowane jest wyjście cyfrowe czujnika SPEETEC, które może zostać wykorzystane do innych elementów wykonawczych maszyny. Poniżej przedstawiono konfigurację w oprogramowaniu SOPAS.

Warto zauważyć, że rozwiązano zagadnienie inspekcji długości bez dodatkowej implementacji programowej w samym sterowniku. Czujnik SPEETEC poprzez stan wyjścia cyfrowego informuje czy dany produkt spełnia ustawiony warunek czy też nie.

Bezkontaktowy pomiar długości i prędkości jest bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem dla większości aplikacji, które można spotkać w różnych gałęziach przemysłu. Wprowadzenie do oferty czujnika SPEETEC sprawia, że tego typu pomiar jest o wiele bardziej dostępny ze względu chociażby na cenę samego produktu i zastosowanie. Zapoznaj się również z naszymi webinarami poświęconymi praktycznemu wykorzystaniu czujnika SPEETEC.

Inne przykładowe aplikacje:
https://www.youtube.com/watch?v=yUi46mqJLf4&t=22s
https://www.youtube.com/watch?v=zHYXAt3fkaE&t=1436s
https://www.youtube.com/watch?v=5o_TsyeeFXg&t=114s

Autor: Dominik Lesiński / Kierownik Produktu Czujniki Kontroli Ruchu