Mikä on fotoherkkien antureiden keskeinen käyttö automaatiossa?

Conveyor System Automation with Real-Time Object Detection

Reaaliaikainen esineen havaitseminen synkronoituun moottorin käynnistykseen/sammuttamiseen

Valokatkaisijat havaitsevat esineet kuljetinhihnalla koskematta niihin, vaan käyttävät sen sijaan infrapunavalosäteitä tunnistamaan esineet niiden kulkiessa läpi. Nämä anturit aktivoituvat, kun jotain tulee tai poistuu niiden määritellyltä alueelta, lähettäen signaaleja moottoreiden käynnistämiseksi tai pysäyttämiseksi, jotta kaikki liikkuu sujuvasti tuotteiden virrassa ollessa. Tuloksena on vähemmän tukoksia, koska asiat eivät joudu kiinni, osien kestoikä on pidempi vähentyneen rasituksen ansiosta ja tehtaat säästävät noin 40 prosenttia sähkökustannuksista verrattuna koneiden käyttöön koko päivän ajan. Näiden antureiden erottuvuutta korostaa niiden toiminta tehokkaasti huolimatta asennuksesta paikkoihin, joissa raskaiden koneiden aiheuttamat värähtelyt häiritsevät useimmissa muissa laitteissa.

PLC-ohjaimien integrointi tarkkaan ajoitukseen ja läpäisykyvyn optimointiin

Kun valokäyttöiset anturit kytketään ohjelmoitaviin logiikkakontrollereihin (PLC), ne muodostavat käytännössä reaaliaikaisesti toimivan säätösilmukan. Toimintaperiaate on melko yksinkertainen – anturien tiedot siirtyvät suoraan PLC:n loogiseen ytimeen, joka tekee sen jälkeen erittäin nopeita säätöjä kuljettimien nopeuteen eri käsittelyalueiden välillä. Tämä sulkee tuotantoajoissa aiemmin esiintyneet ikävät aikavälit, ja kenttätestien mukaan joissakin laitoksissa läpäisykyky on noussut noin 25 %. Lisäetuna on, että PLC-ohjelmointi mahdollistaa mukautettujen reaktioasetusten käytön sen mukaan, millaisia tuotteita linjalla kulkee. On myös toinen seikka – nämä älykkäät säätimet sisältävät diagnostiikkatoimintoja, jotka ilmoittavat huoltohenkilöstölle, kun anturit alkavat karata asennostaan, paljon ennen kuin kenenkään huomaa minkäänlaista suorituskyvyn heikkenemistä.

Tapaus: Autoteollisuuden kokoonpanolinjan kuljettimen nopeudensäätö läpivälkkyjen avulla

Yksi suuri autotehtaalta asensi nämä sädekatkaisijatunnistimet alustan kokoonpanolinjalle seuratakseen osien liikkumista 3 metrin levyisiä kuljettimia pitkin. Järjestelmä toimi älykkäästi – se sääteli kuljettimen nopeutta sen mukaan, mitä kussakin työasemassa tapahtui. Kun hitsausrobotit valmistuivat aikaisemmin, hihnat kiihdyttivät vauhtia. Aina kun jossain myöhemmässä vaiheessa tehtiin työkalunvaihto, kaikki hidastui, jotta varmistettaisiin ruuhkien välttäminen. Kuuden kuukauden jälkeen tehdyt analyysit osoittivat merkittäviä parannuksia: tuotantosykli nopeutui 18 %, sähkökustannuksissa saavutettiin noin 22 000 dollarin kuukausittainen säästö ja laiterikkojen määrä laski lähes kolmanneksella verrattuna tilanteeseen ennen tämän tunnistinverkon käyttöönottoa.

Materiaalin käsittely ja pakkauksen optimointi

Valokatkaisijat hoitavat nykyään monia tärkeitä tehtäviä materiaalikäsittelyssä, kuten esineiden laskeminen, tuotteiden välisten välien havaitseminen ja säiliöiden täyttötason seuraaminen, samalla kun virheiden määrä vähenee noin 30 % pakkauslinjoilla. Niiden tarkkuus vähentää hukkaan meneviä materiaaleja, nopeuttaa tuotantolinjaa ja auttaa yrityksiä noudattamaan kevytvalmistusta, mikä on erityisen tärkeää aloilla, joilla sääntely on tiukkaa, kuten elintarviketeollisuudessa, lääketeollisuudessa ja kuluttajatuotteiden kokoonpanossa. Välien havaitsemisessa nämä anturit pysäyttävät kuljettimet lähes välittömästi, jos jokin jää kiinni, mikä säästää rahaa kalliilta onnettomuuksilta ja odottamattomalta käyttökatkolta. Täyttötason valvonta varmistaa, että jokainen säiliö täytetään juuri oikeaan määrään, joten yritykset eivät päädy hukkaamaan jopa 25 % raaka-aineistaan vuosittain. Älkäämme unohtako myöskään reaaliaikaista laskentatoimintoa, joka lähettää tiedot suoraan varastohallintajärjestelmiin, antaen valmistajille paremman hallinnan siitä, mitä he valmistavat ja milloin sitä tarvitaan.

Määrän laskenta, aukkojen havaitseminen ja täyttötason valvonta pakkauksissa

Nämä sovellukset perustuvat valosähköisiin antureihin nopeaan ja tarkkaan ohjaukseen:

• Laskeminen varmistaa tuotteiden määrän nopeasti liikkuvilla kuljettimilla – olennainen tekijä lääke- ja elintarvikkeiden pakkaamisessa, jossa virheelliset laskelmat voivat johtaa sääntelymääräysten rikkomiseen.
• Aukkojen havaitseminen tunnistaa puuttuvat tuotteet tai epäsäännöllisen välimatkan tuotteiden välillä ja käynnistää automaattiset pysähdystoiminnot, jotta vältetään ruuhkautumiset ja syöttövirheet.
• Täyttötason valvonta tarkistaa nesteiden tai kiinteiden aineiden tason säiliöissä optimoidakseen täyttömäärät ja minimoidakseen vuodot tai alitäytöt.

Pääasialliset edut ovat:

• 15–20 %:n vähennys uudelleen käsittelyssä välittömällä virheiden korjauksella
• Alhaisemmat käyttökustannukset vähentämällä manuaalisia tarkastuksia
• Parannettu kestävyys vähentämällä materiaalihukkaa

Diffusoituja ja retroheijastavia antureita: Suorituskyky pölyisissä pakkauksien käsittelyympäristöissä

Anturien valinta on erittäin tärkeää sellaisissa paikoissa, joissa on paljon pölyä, kuten jauhotehdassä, sementtitehtaille tai missä tahansa viljoja käsitellään. Tavalliset diffusiot anturit lähettävät valon kohteeseen, jota niiden tulee havaita, mutta niillä on ongelmia, kun ilmassa leijuu runsaasti pölyä, koska signaalit hajoavat kaikkialle. Tämä tekee niistä epätarkkoja suurimman osan ajasta, ja ne usein pudottavat alle 85 %:n tarkkuuden, kun pöly on erityisen tiheää. Toisaalta retroheijastavat anturit toimivat eri tavalla käyttämällä polarisoitua valoa yhdessä erikoisheijastimien kanssa, jotka auttavat estämään virheellisiä lukemia. Nämä anturit pysyvät luotettavina, vaikka olosuhteet muuttuisivat sekaviksi, ja säilyttävät havaintotarkkuuden yli 95 %:n huolimatta kaikista lika-aineista. Näiden vaihtoehtojen välinen ero perustuu lähinnä siihen, kuinka hyvin ne kestävät haastavia pölyisiä olosuhteita.

Retro-reflektiivisten antureiden valinta vaativissa pakkauslinjoissa on osoitettu vähentävän antureihin liittyvää toiminnan keskeytysaikaa 40 prosenttia.

Suurinopeus havaitseminen lajittelun ja tuotantolinjan tarkkuuden varmistamiseksi

10 000+ osan minuuttivarmennuksen saavuttaminen moduloidulla LED-teknologialla

Nykyään käytettävät valosähköiset anturit perustuvat korkean taajuuden LED-teknologiaan, joka pystyy havaitsemaan esineitä, jotka liikkuvat yli 10 000 osaa minuutissa (ppm), mikä on melko olennainen edellytys suurten volyymien toiminnoille, kuten lajittelulinjoille, pullon täyttötehtaille ja elektronisten komponenttien kokoonpanotiloille. Näitä antureita ei häiritse tavallinen valaistus tai värähtelyt, jotka haittaavat vanhempia järjestelmiä, ja ne vähentävät tahattomia käynnistyksiä noin kahdeksan kymmenyksestä, vaikka tehdasympäristössä olisi epäjärjestystä. Koska ne toimivat koskematta suoraan mihinkään, niiden suorituskyky pysyy tasaisena silloin, kun perinteiset menetelmät alkavat pettämään. Tämä tarkoittaa tuotantokatkosten vähentymistä ja parempaa järjestelmän luotettavuutta huippukapasiteetin aikana.

Alle millimetrin tarkkuus polaroiduilla takaisinheijastavilla valosähköisillä antureilla

Kun on kyse erittäin tarkasta työstä, kuten puolijohdelevyjen asettamisesta tai pienten komponenttien kokoonpanosta, polaroidut takaisinheijastavat valosähköiset anturit voivat sijoittaa esineet noin puolen millimetrin tarkkuudella. Näillä antureilla on erityissuodattimet, jotka estävät häiritsevät heijastukset kiiltäviltä metallipinnoilta, mikä tarkoittaa, että ne voivat havaita esineet luotettavasti ilman kosketusta. Nämä anturit käyttävät robottikäsivarsia voidaan sijoittaa hauraita osia uudelleen ja uudelleen erinomaisella tarkkuudella – jotain, mitä perinteiset mekaaniset kytkimet eivät yksinkertaisesti voi tehdä. Tehtaat, jotka käyttävät tätä teknologiaa, raportoivat vähemmistä vaurioista tuotteisiin sekä huoltokustannuksissa 35–40 prosenttia alhenevista laskuista. Tämä tekee suuren eron tiloissa, joissa jokainen millimetrin murto-osa on merkityksellinen.

Älykäs integraatio: IO-Link ja ennakoivan huollon trendit

IO-Link -valosähköisten antureiden nousu ennakoivassa huollossa

IO-Link -teknologia muuttaa tavalliset valokatkaisijat älykkäiksi reuna-laitteiksi, koska se mahdollistaa reaaliaikaisten diagnostiikkatietojen lähettämisen ja vastaanottamisen. Ajattele asioita, kuten linssin likaantuminen, lämpötilan muutokset ajan myötä ja signaalin laatu verrattuna taustahälyyn. Huoltomiehet voivat itse asiassa korjata ongelmia ennen kuin ne kasvavat suuremmiksi ongelmiksi. Sen sijaan, että odottaisi kunnes jotain rikkoutuu, työntekijät voivat puhdistaa näitä ärsyttäviä linssejä tai säätää asetuksia silloinkin, kun kaikki toimii vielä moitteettomasti. Pullotuslaitokset ovat nähneet tästä lähestymistavasta vaikuttavia tuloksia – yllättävien pysähtymien määrä on vähentynyt noin 45 prosenttia viime vuonna Automation Worldin mukaan. Otetaan esimerkkinä pölyn kertyminen optisiin komponentteihin. Anturit havaitsevat nämä pienet hiukkaset pitkään ennen kuin kenenkään huomaisi tarkkuuden heikkenemistä. Koska nopeampien lajittelujärjestelmien toiminta perustuu hyvin tarkkaan tunnistukseen, valmistajat tekevät IO-Link-integroinnista pakollisen kohdan suunnittelulistallaan. Se auttaa pidentämään koneiden käyttöikää, säästää rahaa pitkällä tähtäimellä ja tekee toiminnoista vähemmän alttiita häiriöille.