Sensorik - Zeitungsproduktion
Im Kapitel 2.6 werden die Grundlagen der Sensorik behandelt. Nachfolgend zeigen wir Beispiele von Sensoren in der Druckweiterverarbeitung, vornehmlich aus dem Bereich der Zeitungsproduktion.
(Achtung! Bitte auch die PDF-Datei ansehen bzw. herunterladen. Dort finden Sie zur Veranschaulichung auch die Abbildungen.)
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| Anhang | Größe |
|---|---|
 DWV02-7_Vers01-2_0315.pdf | 335.41 KB |
Induktive Sensoren an einer Fehl- und Doppelbogenkontrolle
Die induktiven Sensoren senden ein elektromagnetisches Feld aus. Wenn ein elektrisch leitendes Material (z. B. ein Metallbügel) in geringem Abstand zum Sensor in dieses Magnetfeld eintaucht, verändert sich ein elektrischer Wert. Mit dieser Veränderung lässt sich ein Schaltimpuls erzeugen. Der Schaltimpuls kann zur Zählung von Produkten oder Ereignissen genutzt werden. Gleichzeitig können mittels eines Magnetventils fehlerhafte Produkte ausgeschleust werden. Durch eine vorherige mechanische Einstellung der Fehl- und Doppelbogenkontrolle erfolgt die Produktmessung nur im Bereich der Produktlänge (die Lücken zwischen den Produkten werden nicht gemessen). Durch eine Höhenverstellung wird die Produktdicke berücksichtigt.
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Induktive Sensoren bei der Fehl- und Doppelbogen-Kontrolle
Induktive Sensoren senden ein elektromagnetisches Feld aus.
Wenn ein Metallbügel nah am Sensor in dieses elektromagnetische Feld kommt, verändert sich ein elektrischer Wert. Der Wert verändert sich, weil Metall Elektrizität leitet.
Die Änderung des elektrischen Werts erzeugt einen Schaltimpuls.
Mit diesem Schaltimpuls kann man Produkte oder Ereignisse zählen.
So können induktive Sensoren auch Fehlbogen und Doppelbogen erkennen.
Mit einem Magnetventil können gleichzeitig fehlerhafte Produkte aussortiert werden.
Abb. 2.7.-1: Kontrolle Fehl- und Doppelbogen
Abb. 2.7.-2: Erfassung Fehlexemplare
Abb. 2.7.-3: Erfassung Doppelexempare
Abb. 2.7.-1: Kontrolle Fehl- und Doppelbogen
Abb. 2.7.-2: Erfassung Fehlexemplare
Abb. 2.7.-3: Erfassung Doppelexempare
Einsatz von Lichtschranken in der Verpackung
Lichtschranken kommen zum Einsatz, wenn über einen größeren Abstand eine Messung erfolgen soll. Wir unterscheiden im Wesentlichen drei Arten von Lichtschranken.
Bei der Einweg-Lichtschranke haben wir einen Sender und Empfänger. Das vom Sender ausgehende Licht wird im Empfänger in ein Signal verarbeitet und kann weiter verarbeitet werden.
Bei der Reflexions-Lichtschranke sitzt der Sender und Empfänger in einem Gehäuse. Das Licht wird über den Reflektor zurückgesendet und kann als Signal verarbeitet werden.
Bei einem Lichttaster wird die Reflexion eines Gegenstandes, den der Lichtstrahl trifft, als Signal verarbeitet.
Merke: Starke Verschmutzungen (z.B. von Papierstaub) können die Messungen mit Lichtschranken beeinflussen.
An Verpackungsmaschinen werden oft Lichtschranken für die Erfassung und Zählung der verpackten Pakete eingebaut. Bei der Paketerfassung oder Paketzählung sind in der Regel Einweg- oder Reflexions-Lichtschranken im Einsatz.
Am Beispiel einer Paketzählung wird die Funktionsweise der Lichtschranke (in diesem Fall eine Reflexions-Lichtschranke) erklärt:
Die Pakete werden auf einem Transportband aus der Verpackung abtransportiert. Hierbei durchlaufen sie einen Lichtstrahl, der von einer Lichtschranke ausgeht (Sender und Empfänger). Sobald ein Paket den Lichtstrahl durchläuft, wird dieser unterbrochen und der Empfänger bekommt kein Signal. Dieses nicht vorhandene Signal wird in der Elektronik weiterverarbeitet und kann z.B. für eine Paketzählung benutzt werden. An Schrägbogenerkennungen in der Zeitungsproduktion werden unter anderem auch Einweg-Lichtschranken eingesetzt. Durch diese Schrägbogenerkennungen werden Produkte, die schräg in der Klammer festgehalten werden und im weiteren Prozess zu Störungen führen würden, ausgeschleust. Die Produkte durchlaufen während der Produktion einen Lichtrahmen innerhalb der Schrägbogenkontrolle. Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird vom Prisma 1 über Prisma 2 zum Empfänger weitergeleitet. Über die Breiten- bzw. Höhenverstellung kann der Lichtrahmen an das jeweilige Produktformat angepasst werden. Ein geringerer Abstand zwischen dem Lichtrahmen und dem Produkt bedeutet auch weniger Toleranz für Schrägprodukte. Die Prismen haben den Vorteil, dass auf der Schräge wenig Papierstaub liegen bleibt, was zu Störungen führen kann. Nun durchläuft ein schräges Produkt den Lichtrahmen der Schrägbogenkontrolle. Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird vom Prisma 1 über Prisma 2 weitergeleitet. Von Prisma 2 zum Empfänger wird der Lichtstrahl durch das schräge Produkt unterbrochen. Dies gibt der Empfänger an die Elektronik weiter. Im weiteren Ablauf wird dann das Produkt an entsprechender Stelle ausgeschleust und gleichzeitig als Schrägexemplar für die Produktionsdaten-Erfassung gezählt.
(Achtung! Bitte auch die PDF-Datei ansehen bzw. herunterladen. Dort finden Sie zur Veranschaulichung die Abbildungen.)
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Lichtschranken bei der Verpackung
Für Messungen über einen größeren Abstand benutzt man Lichtschranken.
Man unterscheidet 3 Arten:
- Einweg-Lichtschranke
Es gibt einen Sender und einen Empfänger. Der Sender sendet Licht an den Empfänger. Der Empfänger verarbeitet das Licht zu einem Signal.
- Reflexions-Lichtschranke
Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse. Das Licht wird über einen Reflektor zurückgesendet und wird als Signal verarbeitet.
- Lichttaster
Der Lichtstrahl trifft auf einen Gegenstand. Die Reflexion des Lichtstrahls wird als Signal verarbeitet.
Abb. 2.7.-4: oben: Einweg-Lichtschranke, Mitte: Reflexions-Lichtschranke, unten: Lichttaster
Merke: Starke Verschmutzungen auf einem Gegenstand (z.B. Papierstaub) können die Messungen mit Lichtschranken beeinflussen.
Lichtschranken für die Paketzählung
An Verpackungsmaschinen verwendet man meistens Einweg-Lichtschranken oder Reflexions-Lichtschranken zum Erfassen und Zählen der Pakete.
Paket zählen mit einer Reflexions-Lichtschranke
- Die Pakete werden auf einem Transportband transportiert.
- Sie laufen durch einen Lichtstrahl, der von einer Lichtschranke (Sender und Empfänger) gesendet wird.
- Wenn ein Paket durch den Lichtstrahl läuft, wird der Lichtstrahl unterbrochen.
- Der Empfänger bekommt kein Signal.
- Das Fehlen des Signals nutzt man zum Zählen der Pakete.
Abb. 2.7.-5: Rücksendung des Lichtstrahls
Abb. 2.7.-6: Unterbrechung des Lichtstrahls.
Einweg-Lichtschranken für die Erkennung von Schrägbogen
Zeitungen, die schräg in der Klammer festgehalten werden, stören den weiteren Verarbeitungsprozess. Deshalb müssen schräge Zeitungen erkannt werden, dann kann man sie ausschleusen. Einweg-Lichtschranken können Schrägbogen erkennen.
Schrägbogen erkennen mit der Einweg-Lichtschranke
- Bei der Schrägbogenkontrolle laufen die Zeitungen durch einen Lichtrahmen.
- Der vom Sender ausgehende Lichtstrahl wird von Prisma 1 über Prisma 2 zum Empfänger weitergeleitet. Je nach Größe der Zeitung kann man den Lichtrahmen in der Breite und Höhe einstellen.
- Vorteil der Prismen:
Prismen sind schräg. Deshalb bleibt weniger Papierstaub liegen.
Papierstaub kann Störungen verursachen. - Je kleiner der Abstand zwischen dem Lichtrahmen und der Zeitung ist, desto kleiner ist die Toleranz für Schrägbogen.
- Wenn eine schräge Zeitung durch den Lichtrahmen der Schrägbogen-Kontrolle läuft, dann wird der vom Sender ausgehende Lichtstrahl von Prisma 1 an Prisma 2 weitergeleitet. Von Prisma 2 zum Empfänger unterbricht das schräge Produkt den Lichtstrahl.
- Der Empfänger gibt diese Unterbrechung an die Elektronik weiter. Die Zeitung wird ausgeschleust. Beim Erfassen der Produktionsdaten wird die Zeitung gleichzeitig als Schrägexemplar gezählt.
Abb. 2.7.-7: Schrägbogen-Kontrolle
Abb. 2.7.-8: Schräges Produkt läuft durch den Lichtrahmen
Hinweis:
Für mehr Informationen zu Sensoren in der Druckweiterverarbeitung, bitte die PDF-Datei herunterladen. Dort finden Sie auch noch mehr Abbildungen.