3D-Sensor

3D-Sensoren sind wirtschaftlich und erhöhen Detektionssicherheit

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In der Fertigung helfen 3D-Sensoren, Energie einzusparen

LRS werden beispielsweise bei Hiller in Monheim eingesetzt. „Verglichen mit einem schaltenden Lichtgitter haben die LRS keine separaten Sender- und Empfängerkomponenten, was uns die Installation im Kühltisch recht einfach ermöglicht“, erzählt Hans-Joachim Hopf von der APT Hiller GmbH. Er kommt damit auf die besonderen Umstände bei der Herstellung von Aluminium-Strangpressprofilen zu sprechen. Denn die APT Hiller Group, zu der das Monheimer Werk gehört, stellt Aluminiumhalbzeuge für die wichtigsten Märkte in Europa her.

In Ausziehlängen bis 60 m werden die Profile über riesige Querförderer mit Transportbändern zum Kaltsäge-Rollgang befördert.

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Die Querförderer dienen gleichzeitig als Kühltische, auf denen die rund 500 °C heißen Profile aus der Presse auf 30 bis 40 °C herunterkühlen. Ventilatoren, die von unten Luft durch die Förderbänder blasen, beschleunigen diesen Vorgang (Bild 4). Der Kühltisch ist mit vier Lüfterreihen à 45 Lüftern ausgerüstet. Jeder Lüfter hat einen Durchmesser von 500 mm. „Zusammen ergibt sich daraus eine Anschlussleistung von rund 80 kW, die prozessbedingt von Sonntagabend bis Samstag nach der letzten Schicht durchläuft“, berichtet Hans-Joachim Hopf.

3D-Sensoren steuern Lüfterreihen nach Bedarf

Weil aber durch die flexible Produktion unterschiedlicher Profile der Kühltisch nicht immer gleichmäßig gefüllt ist, hat Hans-Joachim Hopf eine Lösung gesucht, um die Lüfterreihen nach Bedarf zu steuern: also um diejenigen Lüfter abzuschalten, über denen sich momentan keine Profile befinden. Was der Hiller-Mitarbeiter Hopf brauchte, war eine Sensorlösung, die das Vorhandensein von Profilen erkennt und zwar unabhängig von deren Stärke, Form, Lage und Position. Außerdem wollte er eine Lösung, die keine gegenüberliegende Installation erfordert, wie beispielsweise Reflektoren oder Empfänger.

Ein mechanischer Aufbau über dem Kühltisch kam für Hans-Joachim Hopf aus Kostengründen und letztlich auch, um eine Anordnung der Sensoren im heißen Luftstrom zu vermeiden, nicht infrage. Obwohl bei der Montage von Sensoren unter den Förderbändern die Gefahr besteht, dass diese durch mögliche Verschmutzung der Optik in ihrer Funktion beeinträchtigt werden könnten, war die Lösung unterhalb der Förderbänder priorisiert.

Die besonders kompakte Bauform der LRS-36-Geräte hat die Unterbringung zwischen den Lüftern erleichtert (Bild 5). Außerdem ist ausreichend Abstand zur Förderebene gegeben, sodass die Aufweitung des Lichtstrahls letztlich bis auf die Transporthöhe der Profile einen ausreichend breiten Erfassungsbereich ergibt, der die Spurbreite der Lüfter von 500 mm überdeckt.

Energieverbrauch sinkt durch Line-Range-Sensoren

Weil die Line-Range-Sensoren vorhandene Profile unabhängig von ihrer Lage über den gesamten Erfassungsbereich erkennen, genügt zunächst ein einzelner Sensor pro Lüfterreihe. Die Profile werden jedoch in unterschiedlicher Länge mit mindestens 20 m hergestellt und je nach Profiltyp können durch die normale Wärmeausdehnung Bögen entstehen oder auch Profile schräg liegen.

Deshalb hat man im Abstand von 18 m eine zweite Reihe an Lichtschnittsensoren installiert. Damit sei sichergestellt, dass Profile auch im ungünstigsten Fall von mindestens einem Sensor erfasst werden.

Sobald beide Sensoren kein Profil detektieren, wird die Lüfterreihe mit einer kurzen Zeitverzögerung abgeschaltet. „Mit dieser Energiesparmaßnahme reduzieren wir die Betriebsdauer der Lüfter um etwa 25 %. Was das monetär bei einer Leistung von 80 kW bedeutet, lässt sich leicht nachrechnen“, freut sich Hiller-Mann Hans-Joachim Hopf.

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