Aké sú kľúčové využitia fotoelektrických snímačov v automatizácii?

Automatizácia dopravníkového systému s detekciou objektov v reálnom čase

Detekcia prítomnosti objektov v reálnom čase pre synchronizované spúšťanie/zastavovanie motora

Fotobunkry detekujú predmety na pásach bez kontaktu, namiesto toho využívajú infračervené lúče na zaznamenanie objektov pri ich prechode. Tieto snímače sa aktivujú, keď niečo vojde alebo opustí ich určenú oblasť, a posiela signály na spustenie alebo zastavenie motorov, aby sa všetko hladko pohybovalo spolu s výrobkami pretekajúcimi systémom. Výsledkom je menej upchatí, pretože veci sa nezaseknú, dlhšia životnosť dielov kvôli menšiemu zaťaženiu a továrne ušetria približne 40 percent nákladov na energiu v porovnaní s nepretržitým prevádzkovaním strojov počas celého dňa. To, čo tieto snímače odlišuje, je ich vynikajúca funkčnosť aj napriek inštalácii na miestach, kde vibrácie ťažkého strojného zariadenia by vyvedli z chodu väčšinu iných prístrojov.

Integrácia s PLC pre presné časovanie a optimalizáciu priepustnosti

Keď sa fotoelektrické snímače pripoja k PLC (programovateľným logickým riadičom), vytvoria v podstate reaktívnu ovládaciu slučku, ktorá pracuje v reálnom čase. Funkcia je celkom priamočiara – dáta zo snímača prechádzajú priamo do logického jadra PLC, ktoré následne vykonáva mimoriadne rýchle úpravy rýchlosti pohybu dopravníkov medzi jednotlivými spracovateľskými zónami. Tým sa eliminujú tie namáhavé časové medzery, ktoré sa počas výrobných behov v minulosti vyskytovali, a podľa polních testov sme videli, že produktivita v niektorých zariadeniach stúpla približne o 25 %. Ďalšou výhodou je, že programovanie PLC umožňuje nastaviť vlastné reakčné parametre v závislosti od toho, aký druh výrobkov sa na linkách spracúva. Okrem toho tie inteligentné riadiace zariadenia disponujú diagnostickými funkciami, ktoré upozornia personál údržby v prípade, že sa snímače začnú posúvať mimo zarovnania, a to dlho predtým, než by si niekto všimol akýkoľvek pokles kvality výkonu.

Štúdia prípadu: Modulácia rýchlosti dopravníka na výrobnej linke automobilov pomocou priechodných snímačov

Jeden veľký závod na výrobu áut inštaloval tieto snímače prerušenia lúča pozdĺž linky na montáž podvozkov, aby sledoval pohyb súčiastok po širokých 3-metrových dopravníkoch. Systém fungoval veľmi šikovne – upravoval rýchlosť dopravníkov v závislosti od toho, čo sa práve deje na jednotlivých stanicách. Keď zváracie roboty skončili skôr, pásy zrýchlili. Vždy, keď však o niekoľko krokov ďalej prebiehala výmena nástroja, celý systém spomalil, aby sa zabránilo zahlteniu. Po šiestich mesiacoch sa ukázali výrazné zlepšenia: výrobné cykly sa skrátili o 18 %, mesačne ušetrili približne 22 tisíc dolárov na účtoch za elektrinu a poruchy zariadení klesli takmer o tretinu oproti obdobiu pred implementáciou tejto siete snímačov.

Optimalizácia manipulácie s materiálom a balenicích liniek

Fotobunkry zvládajú dnes mnoho dôležitých úloh pri manipulácii s materiálom – počítanie položiek, detekciu medzier medzi výrobkami a sledovanie stupňa naplnenia nádob, a to s približne 30-percentným znížením chýb na celých baleních. Presnosť, ktorú poskytujú, znižuje odpad materiálu, urýchľuje procesy na linkách a skutočne pomáha firmám dodržiavať princípy štíhlej výroby – čo je veľmi dôležité v odvetviach s prísnymi predpismi, ako je spracovanie potravín, výroba liekov a montáž spotrebnej elektroniky. Pokiaľ ide o detekciu medzier, tieto snímače takmer okamžite zastavia dopravník, ak sa niečo zakliesni, čím ušetria peniaze tým, že zabránia drahým nehodám a neočakávanej prestávke. Sledovanie hladiny plnenia zabezpečuje, že každá nádoba bude naplnená presne podľa potreby, takže firmy nezahodia až 25 % svojich surovín každý rok. A nemali by sme zabudnúť ani na funkciu počítania v reálnom čase, ktorá posiela dáta priamo do systémov správy zásob a umožňuje výrobcom lepšiu kontrolu nad tým, čo a kedy vyrábajú.

Počítanie, detekcia medzier a monitorovanie hladiny plnenia na balenie čiar

Tieto aplikácie využívajú fotoelektrické snímače pre riadenie s vysokou rýchlosťou a vysokou presnosťou:

• Počítanie overuje množstvo položiek na rýchlo sa pohybujúcich pásoch – nevyhnutné pre dodržiavanie predpisov v oblasti farmaceutického a potravinárskeho balenia, kde chybné počty ohrozujú dodržiavanie predpisov a môžu mať za následok sankcie.
• Detekcia medzier zisťuje chýbajúce položky alebo nepravidelné vzdialenosti medzi výrobkami a spúšťa automatické zastavenie, aby sa predišlo nahromadeniu a chybnému podávaniu.
• Monitorovanie hladiny plnenia kontroluje hladinu kvapalín alebo tuhých látok v nádobách, aby optimalizoval objem plnenia a minimalizoval prelievanie alebo nedostatočné naplnenie.

Hlavné výhody zahŕňajú:

• 15–20 % zníženie opráv vďaka okamžitej korekcii chýb
• Nižšie prevádzkové náklady v dôsledku menšieho počtu manuálnych kontrol
• Zvýšená udržateľnosť znížením odpadu materiálu

Difúzne alebo odrazové senzory: výkonnosť v prachových balení

Výber senzorov je veľmi dôležitý pri práci v miestach plných prachu, ako sú múčnice, cementárne alebo kdekoľvek sa spracováva obilniny. Pravidelné rozptýlené senzory vysielajú svetlo smerom k tomu, čo sa snažia detekovať, ale majú problémy, keď sa okolo pláva veľa prachu, pretože signály sa rozptýlia všade. To ich robí väčšinou nepresnými, často klesávajú pod 85% presnosti, keď je prach naozaj hustý. Na druhej strane retro odrazové senzory fungujú inak, pretože používajú polarizované svetlo spolu so špeciálnymi reflektormi, ktoré pomáhajú blokovať falošné hodnoty. Tieto majú tendenciu zostať spoľahlivé aj keď sa veci pokazia, udržiavajú detekčné miery nad 95% napriek všetkému draniu. Hlavným rozdielom medzi týmito možnosťami je, ako dobre zvládnu tieto náročné prachové podmienky.

Ukázalo sa, že výber reflexných snímačov v náročných obalových linkách skráti dobu výpadku súvisiacu so snímačmi o 40%.

Vysokorychlostná detekcia pre presnosť triedenia a výrobnej linky

Dosiahnutie overenia 10 000+ častí za minútu pomocou modulovanej LED technológie

Dnešné fotoelektrické senzory sa spoliehajú na vysokofrekvenčnú LED technológiu, ktorá dokáže rozpoznať objekty pohybujúce sa rýchlejšie ako 10 000 častí za minútu, čo je podstatné pre veľké prevádzky, ako sú triedenie, plniace továrne a montážne dielne elektronických komponentov. Tieto senzory neotravujú normálne svetelné podmienky alebo vibrácie, ktoré postihujú staršie systémy, čím sa znižuje počet náhodných aktivácií o štyri pätiny, aj keď sa veci v továrni pokazia. Keďže pracujú bez toho, aby sa priamo dotýkali ničoho, stále vystupujú konzistentne, keď sa staré metódy začínajú rozpadať. To znamená menej produkčných zdržaní a lepšiu celkovú spoľahlivosť systému počas období maximálnej produkcie.

Submilimetrové umiestňovanie pomocou polarizovaných retro-reflektívnych fotoelektrických senzorov

Keď ide o veľmi jemnú prácu, ako je umiestňovanie polovodičových platní alebo montáž malých komponentov, polarizované reflexné fotoelektrické snímače dokážu presne umiestniť veci do vzdialenosti približne pol milimetra. Tieto snímače majú špeciálne filtre, ktoré blokujú nepriaznivé odrazy od lesklých kovových povrchov, čo znamená, že môžu spoľahlivo detekovať objekty bez toho, aby sa ich fyzicky dotýkali. Robotické ramená vybavené týmito snímačmi dokážu opakovane umiestňovať krehké súčasti s úžasnou konzistenciou – niečo, čo tradičné mechanické spínače jednoducho nedokážu. To znižuje počet poškodených výrobkov a údržbové náklady vo výrobách používajúcich túto technológiu o približne 35 až 40 percent. V podnikoch, kde každý zlomok milimetra má význam, to robí veľký rozdiel.

Chytná integrácia: IO-Link a trendy prediktívnej údržby

Nárast využívania fotoelektrických snímačov IO-Link pre prediktívnu údržbu

Technológia IO-Link premení bežné fotoelektrické snímače na inteligentné okrajové zariadenia, pretože im umožňuje posielať a prijímať diagnostické informácie v reálnom čase. Zamyslite sa nad tým, ako sa špiní objektív, ako sa mení teplota v priebehu času a aká je kvalita signálu v porovnaní s úrovňou pozadie. Údržbári tak môžu problémy odstrániť ešte predtým, než sa stanú vážnymi záležitosťami. Namiesto čakania, kým niečo prestane fungovať, pracovníci môžu včas vyčistiť otravné šošovky alebo upraviť nastavenia, zatiaľ čo všetko stále funguje správne. Plniarenské prevádzky už zažili pôsobivé výsledky tohto prístupu – podľa magazínu Automation World minulý rok sa im podarilo znížiť neočakávané výpadky približne o 45 percent. Vezmime si ako príklad hromadenie sa prachu na optických komponentoch. Snímače tieto mikroskopické častice detekujú dlho predtým, než by si niekto všimol akýkoľvek pokles presnosti. Keďže rýchlejšie triediace systémy veľmi závisia od presného snímania, výrobcovia dnes považujú integráciu IO-Link za povinnú položku vo svojich inžinierskych kontrolných zoznamoch. Pomáha predlžovať životnosť strojov, ušetrí peniaze na dlhú trať a znižuje náchylnosť prevádzky na prerušenia.