Wie schon ein Zitat sagt: „Qualität bedeutet, dass der Kunde und nicht die Ware zurückkommt.“ Das unterstreicht die enorme Bedeutung der Qualitätskontrolle und daher gewinnen auch smarte Profilsensoren in der Inline-Kontrolle als Alternative zu aufwändigen Vision-Systemen an Bedeutung. Denn diese sind schneller zu implementieren, leichter zu handhaben und ohne Vision Knowhow zu nutzen, als die doch meist recht komplexen Bildverarbeitungssysteme. Anwenderinnen und Anwender berichten von Zeitersparnissen von bis zu zwei Wochen und Kostenreduzierungen im fünfstelligen Bereich. Im Folgenden gibt der Fachbeitrag Antworten auf vier Fragen, welche immer wieder von potenziellen Anwendenden von smarten Profilsensoren zu hören sind:
Punkt 1: Was ist ein smarter Profilsensor – ist das ein neuer Marketingslogan?
Ein Profilsensor ist ein Sensor, der es ermöglicht die Höhenkontur eines Objektes zu messen. Er ist somit eine Mischung aus einem Distanzsensor, der entlang der z-Dimension misst, und einer Flächenkamera, welche in der xy-Ebene misst. Zudem sind die Sensoren sehr kompakt. Zur Messung wird von einer Laserdiode eine Linie auf das Objekt projiziert. Dieses Licht wird teilweise vom Objekt in den Sensor zurück reflektiert. Aufgrund der Position der reflektierten Laserlinie auf der im Sensor verbauten Kamera – und anhand von Kalibrationsdaten – liefert der Sensor dann ein Höhenprofil des Objektes und zwar kalibriert, sowie direkt in mm. Klassischerweise liefert ein Profilsensor lediglich Profildaten, welche die Anwender noch weiter verarbeiten müssen. Dies geschieht meist auf einem Rechner. Es ist möglich, die Auswertungen der Sensoren frei zu programmieren und mithilfe eines Encoders und Förderbandes auch 3D-Messungen mit einem Profilsensor zu erzeugen. Dafür braucht es aber Ressourcen und Zeit. Der Vorteil eines smarten Profilsensors ist, dass die Kompetenz quasi im Sensor selbst verpackt ist, weshalb er die Bezeichnung smart trägt, da in ihm langjähriges Applikationswissen verpackt ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Sensoren bereits konkret Ergebnisse in mm liefern.
Punkt 2: Komplexe Sensoren erfordern spezielle Software. Darauf haben wir keine Lust.
Ein Schwerpunkt der Entwickler bei Baumer lag auf der Bedienoberfläche. Daher ist bei den Profilsensoren die Bediensoftware mit dabei, also keine externe Software nötig. Dadurch entfällt das Installieren einer Software auf dem PC und es muss nur die IP-Adresse oder Bezeichnung des Sensors in einen Webbrowser eingegeben werden. Danach können Anwender den Sensor über eine Oberfläche parametrisieren, sie arbeiten also direkt auf dem Sensor.
Punkt 3: Ein reiner Profilsensor liefert nur Profilkonturinformationen. Das reicht mir nicht.
Stimmt. Damit daraus Messwerte abgleitet werden können, müssen Nutzer in einer externen Software eine Auswertung programmieren. Sie können allerdings durch im Sensor bereits integrierte Werkzeuge aus einem vordefinierten Werkzeugkasten auswählen, was der Sensor messen soll. Dabei hat jedes Tool (z.B. Höhe oder Gerade) unterschiedliche Ausgabewerte (wie die Höhendifferenz oder das Maximum bzw. Minimum des gesamten Profils). Zum Aktivieren und einstellen sind weder Programmiererfahrung noch ein tiefgreifendes Vision-Knowhow notwendig. Während des Einstellens werden die Nutzer durch eine Visualisierung im Profilgraphen geführt, sodass jederzeit klar ist, was der Sensor sieht. Die Werkzeuge sind so konzeptioniert, dass eine Steuerung die Ergebnisse direkt weiterverwenden kann.
Punkt 4: Daten in die Steuerung zu bekommen ist ein Graus. Protokollumsetzer und so weiter kosten Zeit.
Die smarten Sensoren von Baumer zeichnen sich dadurch aus, dass sehr viele Schnittstellen und Protokolle bereits im Sensor integriert und somit nativ verfügbar sind, teilweise sogar parallel nutzbar. So können etwa Daten über Profinet, ModbusTCP, OPC UA und IO Link parallel empfangen werden. Die meisten Protokolle basieren auf einer Ethernet-basierten Schnittstelle und greifen somit auf Standardkomponenten zurück, was die Integration beschleunigt. Zusammen mit dem Webinterface vereinfacht dies das Lesen der vom Sensor erzeugten Daten in der SPS.
