Kamerabasierter Sensor für die Fachfeinpositionierung

Immer vor dem richtigen Regalfach

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Den kleinsten kamerabasierten Positionierungssensor für die Fachfeinpositionierung von Regalbediengeräten hat Leuze Electronic mit dem IPS 200i auf den Markt gebracht. Durch eine zusätzliche Qualitätskennzahl hilft die smarte Lösung, Stillstandzeiten von Regalbediengeräten zu verringern und so der Forderung nach Condition Monitoring gerecht zu werden.

Hochregallager sind durch unterschiedliche Beladungszustände, temperaturbedingte Ausdehnung oder fertigungstechnische Toleranzen ständig in Bewegung. Eine Herausforderung für die Sensorik ist es, in dieser Umgebung eine störungsfreie Fachfeinpositionierung des Regal-
bediengerätes zu gewährleisten. Zudem erwarten Anwender im Zuge von Industrie 4.0 oder „Industrial Internet of Things“ (IIoT) verstärkt Diagnosemöglichkeiten sowie voraus-
schauende Wartung der Sensorik. Dafür ist es nötig, Diagnose- und Parametrierdaten mit dem Sensor auszutauschen.

Diese Leistungsmerkmale vereinen kamerabasierte Positionierungssysteme mit einem auf die spezifische Applikation zugeschnittenen Auswertealgorithmus. Zudem führen sie oft schneller und eleganter zum Ziel als bisherige Lösungen, bei denen mehrere herkömm-
liche binäre Sensoren zum Einsatz kamen. Besonders beliebt sind bei Anwendern solche Lösungen, bei denen Kamera und Auswerteeinheit in ein Kompaktsystem integriert sind. Sie erlauben ohne Spezialkenntnisse eine einfache Inbetriebnahme und Bedienung.

Smarte Alternative

Leuze Electronic bringt mit dem IPS 200i (Imaging Positioning Sensor) den kleinsten kamerabasierten Positionierungssensor für die Fachfeinpositionierung von Paletten in Hochregallagern oder Behälterkleinteilelagern auf den Markt. Die Neuheit ist eine smarte Alternative zur bisherigen Steher- und Riegelpositionierung mit mehreren Reflexions-Lichttastern. Aufwendiges Montieren, Ausrichten und Nachjustieren im laufenden Betrieb entfällt und spart dem Kunden wertvolle Zeit.

Über eine neuartige Qualitätskennzahl meldet der IPS 200i Veränderungen an Sensor oder Regalfach und hilft dem Anwender so, frühzeitig mögliche Störungen im Betriebsablauf zu entdecken und eine vorsorgliche Wartung im Sinne von Predicitive Maintenance durchführen zu können: Die Qualitätskennzahl trägt dazu bei, Besonderheiten, wie beispielsweise Verschmutzung oder eine überhängende Folie, an einer beliebigen Position zu erkennen. Der gefährdete Anlagenbereich kann rechtzeitig lokalisiert und so ein Anlagenstillstand durch Fehlpositionierung vermieden werden. Auch hilft die Qualitätskennzahl Besonderheiten zu erkennen, die einem Ausfall der Anlage vorausgehen, um einzelne gefährdete Anlagenkomponenten rechtzeitig herauszufiltern. Mithilfe dieser Erkenntnisse lassen sich Wartungszeiten vorbeugend planen, Ausfallzeiten minimieren und die Wirtschaftlichkeit steigern. Ein derartiges Vorgehen ist unter Zeit- und Kostengesichtspunkten attraktiv und trägt nicht zuletzt zu einer positiven Bilanz unter dem Aspekt des Total Cost of Ownership bei. Dank integriertem Webserver können per globalem Zugriff alle relevanten Daten weltweit abgerufen werden, ohne auf die Steuerung zugreifen zu müssen.

Einfache und schnelle Inbetriebnahme

Der IPS 200i ermöglicht eine einfache und schnelle Inbetriebnahme sowie Bedienung. So reduziert das webbasierte, mehrsprachig verfügbare Konfigurationstool mit einem benutzergeführten Wizard die Inbetriebnahmezeit auf ein Minimum. Auch kann der
IPS 200i per XML-Kommandos konfiguriert oder über lediglich zwei Tasten ohne PC-Anbindung intuitiv in Betrieb genommen und bedient werden.

Innovative Feedback-LEDs geben direkte Rückmeldung und machen das Ausrichten des Sensors so einfach wie das Einparken eines Pkws. Ähnlich einem akustischen Abstandssensor beim Automobil wird die Position des Markers relativ zum Sensor durch die vier seitlich angebrachten LEDs angezeigt. Jede Side-LED entspricht dabei einem einzelnen Quadranten. Befindet sich der Marker in einem der Quadranten, leuchtet oder blinkt die entsprechende LED. Befindet sich der Marker im Zentrum (Koordinatenursprung), leuchten alle vier LEDs gleichzeitig auf. Dann ist der Sensor optimal positioniert. Zusätzlich wird im Ausrichtmodus durch die Blinkfrequenz der Abstand des Markers zur Ursprungskoordinate visuell dargestellt.

Der neue, auf eine hohe Tiefenschärfe optimierte Sensor verfügt über eine feste Fokuslage und wird nach erfolgter Grobpositionierung zur optischen Feinpositionierung eines Regalbediengeräts (RBG) in X- beziehungsweise Y-Richtung verwendet. Er ist in der Lage, einem RBG die Korrekturkoordinaten für das exakte Anfahren eines Regalfachs zu übermitteln. Konkret sieht das Ganze so aus: Der smarte Sensor detektiert kreisrunde Löcher beziehungsweise Reflektoren in einem einfachtiefen Riegel oder Steher eines Palettenlagers und bestimmt die Positionsabweichung von Paletten oder Behältern in X- und Y-Richtung relativ zur Sollposition. Der Positionierungssensor erzeugt ein oder mehrere Bilder als Grauwert. In diesem Bild sucht der Sensor zunächst eine definierte, runde Markierung (Loch/Reflektor). Die Ausgabe der X-/Y-Abweichung erfolgt in Millimetern zur Sollposition oder mittels der vorhandenen Schaltausgänge als Quadranten.

Einsatz in weiten Temperaturbereichen

Der 66 x 43 x 44 mm kleine IPS 200i in Industrieausführung der Schutzart IP 65 ist sowohl für einen Einsatz im Normal-Temperaturbereich als auch mit optionaler integrierter Heizung für den Tiefkühlbereich bis -30 °C geeignet. In der Standardvariante bietet Leuze Electronic das neue Gerät mit einer Kunststoff-Gehäusehaube an, die optional durch eine Glas-Gehäusehaube ersetzt werden kann. Der kompakte Sensor macht dank Drei-seitenmontage eine flexible Befestigung am Regalbediengerät möglich. Die leistungsstarke, fremdlichtunabhängige infrarote LED-Beleuchtung (Light-Emitting Diode) sorgt für hochflexible Einsatzmöglichkeiten innerhalb der Förder- und Lagertechnik. Mit ihr ergibt sich eine kurze Belichtungszeit für bewegte Objekte und es ist keine weitere externe Beleuchtung mehr notwendig. Auch die hohe Objektgeschwindigkeit in Kombination mit einer hohen Tiefenschärfe unterstützt die Flexibilität des neuen Positionierungssensors. Intelligente Bildverarbeitungs-Algorithmen stellen eine zuverlässige Positionierung sowie einen hohen Durchsatz sicher. Die FTP-Bildübertragung (File Transfer Protocol) des IPS 200i ermöglicht eine lückenlose Dokumentation der (Fehler-) Bilder.

Einfache Integration in Netzwerkumgebung

Aufgrund der integrierten Ethernet-Schnittstelle (TCP/IP oder UDP) und geplanten Profinet-Schnittstelle sind sowohl ein direktes Einbinden in die Netzwerkumgebung des Kunden als auch eine schnelle, ortsunabhängige Diagnose via Remote Control problemlos möglich. Erstmals bietet der IPS 200i mit der Qualitätskennzahl die Möglichkeit, frühzeitig eine Ursache für den möglichen Stillstand eines RGB zu erkennen. Ein großer Schritt in Richtung Predictive Maintenance, einem der am häufigsten genannten Anwendungsgebiete von Industrie 4.0. Fachfeinpositionierung mit einem kamerabasierten System ist eine zukunftsorientierte und smarte Lösung, die langfristig auch kostenseitig eindeutig der Gewinner ist.


Sven Abraham,

Produktmanager Ident + Vision, Leuze Electronic



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