Hvad er de vigtige anvendelser af fotocelle-sensorer i automatisering?

Automatisering af transportbånd med detektering af genstande i realtid

Detektering af genstandes tilstedeværelse i realtid til synkronisering af motorstart/stop

Fotoceller registrerer genstande på transportbånd uden kontakt og bruger i stedet infrarøde lysstråler til at registrere objekter, når de passerer igennem. Disse sensorer aktiveres, når noget træder ind i eller forlader deres fastsatte område, og sender signaler til at starte eller stoppe motorer, så alt bevæger sig jævnt med de produkter, der løber gennem systemet. Resultatet er færre blokeringer, fordi ting ikke sidder fast, længere levetid for komponenter pga. mindre belastning, og fabrikker sparer faktisk omkring 40 procent af strømforbruget i forhold til at køre maskiner hele dagen. Det, der gør disse sensorer fremtrædende, er, hvor godt de fungerer, selvom de er installeret på steder med vibrationer fra tungt udstyr, som ville forstyrre de fleste andre enheder.

Integration med PLC'er til præcis tidsindstilling og optimering af produktion

Når fotoceller tilsluttes PLC'er (de såkaldte programmerbare logikstyringer), danner de et responsivt styresystem, der fungerer i realtid. Sådan fungerer det faktisk ret enkelt – sensordata sendes direkte ind i PLCens logikenhed, som derefter foretager yderst hurtige justeringer af hastigheden på transportbåndene mellem forskellige produktionsområder. Derved elimineres irriterende tidsmæssige uoverensstemmelser, der tidligere opstod under produktionen, og ifølge feltforsøg har vi set, at produktionseffektiviteten er steget med omkring 25 % i nogle anlæg. Et andet fornuftigt tiltag er, at PLC-programmering tillader brugerdefinerede reaktionsindstillinger afhængigt af hvilken type produkter, der passerer gennem linjen. Derudover har disse intelligente styreenheder også diagnostiske funktioner, som varsler vedligeholdelsespersonale, når sensorer begynder at miste deres justering, lang før nogen lægger mærke til en nedgang i kvaliteten.

Case study: Modulation af hastighedsfasen i transportbåndet i bilindustrien ved hjælp af gennemstrålingssensorer

Et stort bilfabrik installerede disse stråle-bryder sensorer langs deres chassis samling linje for at holde styr på dele bevæger sig over disse 3 meter brede transportører. Systemet fungerede også ret smart - det justerede transportørens hastighed alt efter hvad der foregik på hver station. Når svejsere var færdige tidligt, tog bælterne fart. Men når der skete værktøjsskift nedad, blev alt langsommere for at undgå at lave backup. Når man ser på tallene efter seks måneder, så man nogle solide forbedringer: produktionscyklusserne blev 18% hurtigere, de sparede omkring 22.000 dollars om måneden på elregninger, og udstyrsfejl faldt med næsten en tredjedel sammenlignet med før implementeringen af dette sensornetværk.

Materielhåndtering og optimering af emballage

Fotoceller udfører mange vigtige opgaver i materialehåndtering disse dage, herunder tælling af varer, registrering af mellemrum mellem produkter og overvågning af, hvor fulde beholdere er, alt sammen mens fejl reduceres med omkring 30 % på tværs af pakkelinjer. Den nøjagtighed, de tilfører, mindsker spild af materialer, fremskynder produktionen gennem linjen og hjælper virkelig virksomheder med at følge lean manufacturing-principper – noget der er særlig vigtigt i industrier med stramme regler, såsom fødevareproduktion, lægemiddelproduktion og montage af forbrugerprodukter. Når det kommer til registrering af mellemrum, standser disse sensorer transportbåndene næsten øjeblikkeligt, hvis noget blokerer, hvilket sparer penge ved at undgå dyre ulykker og uventet nedetid. Overvågning af fyldningsniveauer sikrer, at hver beholder bliver fyldt præcist rigtigt, så virksomheder ikke spilder op til 25 % af deres råmaterialer hvert år. Og så må man selvfølgelig ikke glemme funktionen til tælling i realtid, som sender data direkte til lagerstyringssystemer og giver producenter bedre kontrol over, hvad de fremstiller, og hvornår de har brug for det.

Tælling, detektering af huller og overvågning af fyldningsniveau i emballagelinjer

Disse applikationer er baseret på fotoceller til højhastigheds- og højnøjagtighedsstyring:

• Tælling bekræfter antallet af varer på hurtigt bevægede bånd – afgørende for overholdelse inden for lægemiddel- og fødevareemballering, hvor tællefejl kan medføre reguleringsmæssige sanktioner.
• Detektering af huller identificerer manglende varer eller uregelmæssig afstand mellem produkter og udløser automatisk stop for at undgå ophobning og fejlfodring.
• Overvågning af fyldningsniveau kontrollerer væske- eller faststofniveau i beholdere for at optimere fyldemængde og minimere spild eller underfyld.

Nøglefordeler inkluderer:

• 15–20 % reduktion i omarbejdning takket være øjeblikkelig fejlrettelse
• Lavere driftsomkostninger pga. færre manuelle inspektioner
• Forbedret bæredygtighed ved at begrænse materialeaffald

Diffuserede vs. retroreflekterende sensorer: Ydelse i støvede emballagemiljøer

Valget af sensorer er meget vigtigt, når der arbejdes på steder med meget støv, såsom melmøller, cementfabrikker eller overalt, hvor korn håndteres. Almindelige diffuserede sensorer udsender lys mod det objekt, de forsøger at registrere, men de har problemer, når der er meget støv i luften, fordi signalerne spredes til alle sider. Dette gør dem ofte upræcise, hvor de typisk falder under 85 % nøjagtighed, når støvet er særlig tykt. Retroreflekterende sensorer fungerer derimod anderledes ved at bruge polariseret lys sammen med specielle reflektorer, som hjælper med at blokere for forkerte aflæsninger. Disse forbliver ofte pålidelige, selv når forholdene er vanskelige, og opretholder registreringshastigheder over 95 % trods al smutsen. Den væsentligste forskel mellem disse to typer er altså, hvor godt de klarede sig under sådanne udfordrende støvede forhold.

Valg af retroreflekterende sensorer i krævende emballagelinjer har vist sig at reducere nedetid relateret til sensorer med 40 %.

Hastighedsdetektion til sortering og nøjagtighed på produktionslinjer

Opnå verifikation af 10.000+ dele i minuttet med moduleret LED-teknologi

Dagens fotoelektriske sensorer bygger på high-frequency LED-teknologi, der kan registrere objekter, som bevæger sig hurtigere end 10.000 emner per minut (ppm), hvilket næsten er uundværligt for store produktionsoperationer såsom sorteringssystemer, flaskefyldningsanlæg og montageafdelinger for elektroniske komponenter. Disse sensorer er ikke følsomme over for almindelige belysningsforhold eller vibrationer, der ofte forårsager fejl i ældre systemer, og de reducerer tilfældige aktiveringer med omkring fire femtedele, selv når forholdene på fabriksgulvet bliver vanskelige. Da de fungerer uden direkte kontakt, holder de en stabil ydelse, hvor traditionelle metoder begynder at svigte. Det betyder færre produktionsafbrydelser og bedre samlet systempålidelighed i perioder med maksimal produktion.

Submillimeter positionering ved hjælp af polariserede retroreflekterende fotoelektriske sensorer

Når det gælder meget præcist arbejde, såsom placering af halvlederplader eller samling af små komponenter, kan polariserede refleksfotoceller positionere ting med en nøjagtighed på omkring en halv millimeter. Disse sensorer har specielle filtre, der blokerer for irriterende refleksioner fra blanke metaloverflader, hvilket betyder, at de kan registrere genstande pålideligt uden faktisk at røre dem. Robotarme udstyret med disse sensorer kan placere skrøbelige dele igen og igen med utrolig konsistens – noget, som traditionelle mekaniske kontakter simpelthen ikke kan klare. Fabrikker, der anvender denne teknologi, rapporterer færre defekte produkter og vedligeholdelsesomkostninger, der falder med cirka 35 til 40 procent. Det gør en stor forskel i produktionsenheder, hvor hver eneste brøkdel af en millimeter betyder noget.

Smart integration: IO-Link og tendenser inden for prediktiv vedligeholdelse

Udbredelsen af IO-Link fotoceller til prediktiv vedligeholdelse

IO-Link-teknologien gør almindelige fotoelektriske sensorer til intelligente edge-enheder, fordi den giver dem mulighed for at sende og modtage realtidsdiagnostikinformation. Tænk på ting som når linsen bliver beskidt, hvor meget temperaturen ændrer sig over tid, og hvordan signalkvaliteten ser ud sammenlignet med baggrundsstøj. Vedligeholdelsespersonalet kan faktisk løse problemer, før de bliver store problemer. I stedet for at vente på at noget går i stykker, kan man rengøre de irriterende linser eller justere indstillingerne mens alt stadig fungerer fint. Flaskefabrikkerne har set nogle imponerende resultater af denne fremgangsmåde, idet de ifølge Automation World sidste år har reduceret uventede nedbrud med omkring 45 procent. Tag støvophobning på optiske komponenter som et case study. Sensorerne opfanger de små partikler længe før nogen bemærker et fald i nøjagtigheden. Med hurtigere sorteringssystemer, der er så stærkt afhængige af nøjagtig sensing, gør producenterne IO-Link integration til et must have element på deres tekniske tjeklister. Det hjælper med at forlænge maskinens levetid, sparer penge på lang sigt og gør operationer mindre sårbare over for afbrydelser.