Hva er hovedbruken av fotoelektriske sensorer i automatisering?

Automatisering av transportbånd med deteksjon av gjenstander i sanntid

Deteksjon av gjenstanders tilstedeværelse i sanntid for synkronisert motorstart/stop

Fotoelektriske sensorer registrerer varer på transportbånd uten kontakt, ved hjelp av infrarøde lysstråler som oppdager objekter når de passerer gjennom. Disse sensorene aktiveres når noe kommer inn i eller forlater deres definerte område, og sender signaler for å starte eller stoppe motorer, slik at alt beveger seg jevnt med produktene som flyter gjennom systemet. Resultatet? Færre tilstoppinger skjer fordi ting ikke går fast, deler holder lenger siden det er mindre belastning på dem, og fabrikker sparer faktisk rundt 40 prosent på strømkostnadene sammenlignet med å kjøre maskiner hele dagen. Det som gjør disse sensorene så spesielle, er hvor godt de fungerer selv om de er installert på steder med vibrasjoner fra tungt utstyr, noe som ville forstyrre de fleste andre enheter.

Integrasjon med PLC-er for nøyaktig tidsstyring og optimalisering av produksjonskapasitet

Når fotoelektriske sensorer kobles til PLC-er (de programmerbare logikkontrollerne), danner de en reaktiv styringssløyfe som fungerer i sanntid. Måten det fungerer på er ganske enkel – sensordata sendes direkte inn i PLCens logikkhjerne, som deretter foretar svært rask justering av hvor fort eller sakte transportbånd beveger seg mellom ulike prosesseringsområder. Dette eliminerer irriterende tidsintervaller som tidligere oppstod under produksjonskjøringer, og ifølge felttester har vi sett at produksjonshastigheten øker med omtrent 25 % i noen anlegg. Et annet fordelaktig trekk er at PLC-programmering tillater egendefinerte responsinnstillinger avhengig av hvilken type produkter som passerer linjen. Og det er enda noe mer – disse intelligente kontrollerne har diagnostiske funksjoner som varsler vedlikeholdspersonell når sensorer begynner å gå ut av justering lenge før noen merker noe fall i ytelseskvalitet.

Case-studie: Modulering av transportbåndhastighet i bilmonteringslinje ved bruk av gjennomstrålingssensorer

En stor bilproduksjonsanlegg installerte disse stråleavbrytende sensorene langs deres chassismonteringslinje for å følge med på deler som beveger seg over de brede 3-meterstore transportbåndene. Systemet fungerte ganske smart – det justerte transportbåndets hastighet basert på hva som skjedde ved hver stasjon. Når sveise-robotene ble ferdige tidlig, økte båndene farten. Men når det skjedde verktøybytte lengre ned i linjen, saktet alt ned for å unngå opphopning. Etter seks måneder viste tallene klare forbedringer: produksjonssykluser ble 18 % raskere, de sparte omtrent 22 000 dollar per måned på strømregningen, og utstyrssvikt gikk ned med nesten en tredjedel sammenlignet med før dette sensornettverket ble implementert.

Optimalisering av materialehåndtering og emballeringslinje

Fotoceller håndterer mange viktige oppgaver i materialehåndtering disse dagene – de teller varer, oppdager mellomrom mellom produkter og holder styr på hvor fulle beholdere er, alt imens de reduserer feil med omtrent 30 % over hele emballasjelinjene. Den nøyaktigheten de gir fører til mindre sløsing med materialer, øker hastigheten gjennom linjen og hjelper virkelig selskaper med å følge prinsippene for lean manufacturing – noe som er svært viktig i bransjer med stramme regler, som matforarbeiding, legemiddelproduksjon og produksjon av konsumvarer. Når det gjelder deteksjon av mellomrom, stopper disse sensorene transportbåndene nesten umiddelbart hvis noe kiler seg fast, noe som sparer penger ved å unngå dyre ulykker og uventet driftstopp. Overvåking av fyllingsnivå sikrer at hver eneste beholder fylles helt riktig, slik at selskaper ikke ender opp med å kaste bort så mye som 25 % av råmaterialene sine hvert år. Og la oss ikke glemme funksjonen for sanntidstelling som sender data direkte til lagersystemer, og dermed gir produsenter bedre kontroll over hva de produserer og når de trenger det.

Telling, gapdeteksjon og fyllingsnivåovervåkning i emballeringslinjer

Disse applikasjonene er avhengige av fotocelle-sensorer for høyhastighets- og høypresisjonsstyring:

• Telling verifiserer antall varer på hurtiggående bånd – avgjørende for etterlevelse innen legemiddel- og matemballering, der feiltelling kan medføre regulatoriske sanksjoner.
• Gapdeteksjon identifiserer manglende varer eller uregelmessig avstand mellom produkter og utløser automatisk stopp for å unngå opphopning og feilmatting.
• Fyllingsnivåovervåkning sjekker væske- eller faststoffnivå i beholdere for å optimere fyllingsvolum og minimere søl eller underfyll.

Nøkkel fordeler inkluderer:

• 15–20 % reduksjon i omarbeid gjennom umiddelbar feilkorrigerings
• Lavere driftskostnader ved færre manuelle inspeksjoner
• Økt bærekraft ved å redusere materialspill

Diffus vs. retroreflekterende sensorer: Ytelse i støvete emballasjemiljøer

Valget av sensorer betyr mye når man jobber på steder med mye støv, som melverk, sementfabrikker eller hvor det håndteres korn. Vanlige diffuse sensorer sender ut lys mot det de skal registrere, men har problemer når det flyter mye støv i luften, fordi signalene spres til alle kanter. Dette gjør dem unøyaktige det meste av tiden, ofte med en nøyaktighet under 85 % når støvet er tykt. Retroreflekterende sensorer fungerer derimot annerledes ved å bruke polarisert lys sammen med spesielle reflektorer som hjelper til med å blokkere falske målinger. Disse holder seg ofte pålitelige selv under vanskelige forhold og opprettholder registreringsrater over 95 %, selv om det er mye støv. Den viktigste forskjellen mellom disse alternativene handler om hvor godt de takler utfordrende, støvete forhold.

Valg av retroreflekterende sensorer i krevende emballasjelinjer har vist seg å redusere nedetid knyttet til sensorer med 40 %.

Hastighetsdeteksjon for sortering og nøyaktighet på produksjonslinje

Oppnå verifisering av 10 000+ deler per minutt med modulert LED-teknologi

Dagens fotoelektriske sensorer er avhengige av høyfrekvent LED-teknologi som kan oppdage objekter som beveger seg fortere enn 10 000 deler per minutt (ppm), noe som i stor grad er nødvendig for store produksjonsvolum, som sorteringssystemer, flaskefyllingsanlegg og monteringsverksteder for elektroniske komponenter. Disse sensorene forstyrres ikke av vanlige lysforhold eller vibrasjoner som ofte plager eldre systemer, og reduserer uønskede utløsninger med omtrent fire femdeler selv når det blir kaotisk på fabrikkgulvet. Siden de fungerer uten direkte berøring, holder de en stabil ytelse der tradisjonelle metoder begynner å svikte. Dette betyr færre produksjonsstans og bedre helhetlig systempålitelighet i perioder med maksimal produksjon.

Posisjonering med submillimeter-nøyaktighet ved bruk av polariserte refleksfotoelektriske sensorer

Når det gjelder svært nøyaktige oppgaver, som å plassere halvlederwafer eller sette sammen små komponenter, kan polariserte refleksfotoceller plassere ting innenfor omtrent en halv millimeter. Disse sensorene har spesielle filtre som blokkerer irriterende refleksjoner fra glatte metallflater, noe som betyr at de kan registrere objekter pålitelig uten å berøre dem. Robotarme utstyrt med disse sensorene kan plassere skjøre deler igjen og igjen med utrolig konsistens – noe mekaniske brytere rett og slett ikke klarer. Fabrikker som bruker denne teknologien, rapporterer færre skadde produkter og vedlikeholdskostnader som synker med omtrent 35 til 40 prosent. Det gjør en stor forskjell i produksjonsanlegg der hver eneste brøkdel av en millimeter teller.

Smart integrasjon: IO-Link og trender innen prediktiv vedlikehold

Økningen i bruk av IO-Link fotoceller for prediktiv vedlikehold

IO-Link-teknologien gjør om vanlige fotoelektriske sensorer til smarte kantenheter fordi den lar dem sende og motta sanntidsdiagnostisk informasjon. Tenk på ting som når linsen blir skitten, hvor mye temperaturen endrer seg over tid, og hvordan signalkvaliteten ser ut i forhold til bakgrunnsstøy. Vedlikeholdsbesetningen får faktisk rettet opp i problemer før de blir store saker. I stedet for å vente til noe går i stykker, kan arbeidere rengjøre disse irriterende lensene eller justere innstillinger mens alt fremdeles fungerer fint. Flaskeanlegg har sett imponerende resultater fra denne tilnærmingen, med nedgang i uventede stopp på omtrent 45 prosent ifølge Automation World i fjor. Ta oppbygging av støv på optiske komponenter som ett case. Sensorene oppdager disse mikroskopiske partiklene lenge før noen ville merke noe fall i nøyaktighet. Med raskere sorteringssystemer som er så avhengige av nøyaktig deteksjon, gjør produsenter IO-Link-integrasjon til et må-ha-element på sine tekniske sjekklister. Det bidrar til lengre levetid for maskiner, sparer penger på sikt og gjør drifta mindre sårbart for forstyrrelser.