Was hierzulande noch exotisch wirkt, ist in den USA längst im Praxiseinsatz: eine vollautomatische Sandwich-Linie, auf der jede Stunde mehr als 70 Sandwiches mit Wurst und Käse belegt vom Band laufen. Die Anlage ist eine Kombination mehrerer Einzelsysteme des deutschen Unternehmens Weber Maschinenbau, das auf Aufschnittsysteme für die Lebensmittelindustrie spezialisiert ist. Für den zuverlässigen Betrieb der Sandwich-Anlage spielt der smarte 2D-Profilsensor der OX-Serie von Baumer eine wichtige Rolle. Er erkennt in den einzelnen Maschinensegmenten die Lage der Brote sowie die Position der Wurst- und Käsescheiben.
Der Brot-Roboter muss beispielsweise wissen, wie hoch das Brot ist, wo sich dessen Mitte befindet (längs und quer) und ob es eventuell schräg auf dem Band liegt. All diese Informationen liefert der Sensor dank integrierter Mess- und Auswertefunktionen, d.h. dass die gesamte Berechnung der Messwerte im Sensor erfolgt und die resultierenden Informationen direkt von der Steuerung genutzt werden können. Der smarte Profilsensor liefert die errechneten Koordinaten schon in der gewünschten Einheit, z.B. Millimeter. Im Fall der Sandwich-Linie misst der die OX-Serie die Höhe und sämtliche Kanten des Brotes und berechnet daraus die Brotmitte. So können die Sauggreifer die obere Hälfte an der idealen Stelle beschädigungsfrei abheben.
Der Sensor ermittelt in der automatischen Sandwich-Anlage ebenfalls die seitliche Position und die Höhe der Wurst- und Käsescheiben auf dem Band, damit ein Greifer die Beläge passgenau auf der unteren Brothälfte platzieren kann. Diese Funktionalität nutzt Weber nicht nur für die Sandwich-Anlage, sondern auch für seine Slicer, die Aufschnitt schneiden, portionieren und in optimaler Form für den Verpackungsprozess bereitstellen. Hierbei liefert der Profilsensor die Positionsdaten, um Salami-, Schinken- oder Käsescheiben seitlich exakt auszurichten. Das ist notwendig, damit die Lebensmittel beim Verpacken immer an der gleichen Position eingelegt werden können.
Warum setzt Weber Maschinenbau bei der Sandwich-Linie auf den smarten 2D-Profilsensor der OX-Serie? „Für uns ist wichtig, dass wir keinen großen Aufwand mit der Integration des Sensors haben. Der OXM liefert die Positions- und Lageinformationen ohne zusätzlichen Controller gleich an die Maschinensteuerung. Er ist kompakt, schnell angeschlossen und lässt sich über das intuitive Webinterface einfach parametrieren“, sagt Marco Nichau, Leiter Produktgruppe Automatisierung bei Weber Maschinenbau. Zudem eigne er sich für die Sandwich-Linie sehr gut, weil er oberflächenunabhängig und fremdlichtsicher funktioniere, und das bei einem gutem Preis-/Leistungsverhältnis. „Die Leistungsfähigkeit und einfache Handhabung der smarten Baumer Profilsensoren waren in Verbindung mit dem kompetenten und reaktionsschnellen Support ausschlaggebend für unsere Wahl“, so Nichau.
Positionskontrolle zum punktgenauen Abstapeln
Auch wenn Anwendungen höchste Präzision und Geschwindigkeit erfordern, liefert der OXM schnell und mit einer Auflösung von bis zu 5µm die benötigten Koordinaten, wie bei diesem Beispiel: Ein Roboter legt Bögen (z.B. aus Karton, Schaumstoff oder Carbon) von einem Palettenstapel auf einen Schneidplotter. Dort werden sie zurechtgeschnitten. Dabei ist es wichtig, dass die Bögen auf dem Schneidplotter immer genau gleich positioniert werden. Der Sensor erfasst die Kanten der Bögen und gibt die Koordinaten an die Steuerung weiter. Mit dieser Information kann der Greifer jeden Bogen immer an die exakt gleiche Position auf das Band des Schneidplotters legen.
Die Macher der Sandwich-Linie von Weber Maschinenbau (v.l.): Marco Nichau, (Leitung Produktgruppe Automatisierung, Software), Robin Rompf, (Softwareingenieur Automatisierung), unterstützt vom Baumer Support-Team: Dennis Hentschel (Business Develop), Reinhard Wulf (Field Sales Engineer), Georgios Kovus (Applikationsingenieur). – Bild: Baumer Holding AG Auch reflektierende Oberflächen, wie hier bei der Bahnkantenkontrolle einer Metallfolie, beeinträchtigen die zuverlässige Performance der smarten 2D-Profilsensoren von Baumer nicht. – Bild: Baumer Holding AG 
Bild 5: Bei den Slicern von Weber liefert der Baumer OX Profilsensor ebenfalls Positionsdaten, um Aufschnitt für das anschliessende Verpacken seitlich exakt auszurichten. – Bild: Baumer Holding AG
Qualitätskontrolle von Bodenplatten
Smarte Profilsensoren wie der OXM sind auch ein gutes Werkzeug, um die Qualität von seitlichen Kantenprofilen zuprüfen. In einem Anwendungsfall werden Bodenplatten darauf kontrolliert, ob Nut und Feder einwandfrei gefertigt sind. Dazu erfassen sie die Höhenprofile von ihnen und prüfen so die Masshaltigkeit. Bei dieser Applikation kommen pro Seite zwei Sensoren zum Einsatz, damit Abschattungen von dem jeweils anderen Sensor erfasst werden können. Für den Anlagenbauer war bei der Sensorwahl wichtig, dass die OX-Serie aufgrund integrierter Auswertefunktionen gleich das Messergebnis liefert und einfach in das Anlagenkonzept integrierbar ist. Die Kommunikation erfolgt über IO-Link. Die Kantenkontrolle hat noch einen willkommenen Nebeneffekt: Der smarte Profilsensor erkennt anhand eines sich ändernden Höhenprofils frühzeitig Werkzeugverschleiß.
