Ausgangssituation: Dünnes Material mit wechselnder Position

In einem metallverarbeitenden Betrieb werden dünne Bleche, schmale Profile und Rohre über Rollgänge transportiert. Abhängig von Abmessung, Führung und Geschwindigkeit verändert sich die Position des Materials innerhalb des Förderbereichs. Für die automatische Prozesssteuerung gelten daher folgende Anforderungen:

• zuverlässige Erfassung innerhalb einer überwachten Höhe von 75 mm
• sichere Detektion kleiner Konturen und Objekte ab etwa 10 mm
• stabile Funktion bei großen Abständen sowie Dampf, Rauch und Verschmutzung

Ziel: Eindeutige Anwesenheitssignale für Steuerung, Zählung und Längenmessung

Herausforderung: Ein einzelner Lichtstrahl kann das Material verfehlen

Eine konventionelle Einweglichtschranke mit nur einem Erfassungspunkt arbeitet zuverlässig, wenn das Objekt den festgelegten Lichtweg sicher durchquert. Bei dünnem oder positionsveränderlichem Material entstehen jedoch typische Risiken:

• ❌ Erfassungslücken bei wechselnder Höhenlage oder seitlicher Materialposition
• ❌ Schmale oder verformte Werkstücke können am einzelnen Lichtstrahl vorbeilaufen
• ❌ Dampf, Rauch, Staub und Ablagerungen verringern die optische Funktionsreserve
• ❌ Vibrationen oder mechanische Einflüsse können die Ausrichtung beeinträchtigen

Folgen: Fehlende Schaltsignale, fehlerhafte Zähl- oder Messimpulse, ungeplante Stopps und instabile Prozessabläufe.

Lösung: Lichtgitter mit zehn parallelen Lichtschrankenstrecken

Das Proxitron Lichtgitter besteht aus gegenüberliegendem Sender und Empfänger. Zehn parallele Lichtwege bilden ein 75 mm hohes Überwachungsfeld. Bereits die Unterbrechung einer Strecke reicht für die Objekterkennung aus. Mit Reichweiten von 500 bis 10.000 mm kann das System außerhalb des unmittelbaren Gefahrenbereichs montiert werden.

Zentrale Eigenschaften:

✅ Zehn parallele Lichtschrankenstrecken für eine flächige Überwachung
✅ Erkennung von Objekten ab etwa 10 mm innerhalb des Überwachungsfelds
✅ Geeignet für heiße und kalte Objekte sowie wechselnde Materialpositionen
✅ Hohe Funktionsreserve und Verschmutzungswarnung für raue Umgebungen
✅ Optische Ausrichthilfe und einstellbare Abtastrate für die Inbetriebnahme

Technische Eckdaten der Lichtgitter:

• Überwachungsfeld mit 75 mm Lichtgitterhöhe
• Reichweite von 500 bis 10.000 mm
• PNP-Schaltausgang als Schließer oder Öffner, einstellbare Abtastrate

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Funktionsprinzip der optischen Bereichsüberwachung

Der Sender erzeugt zehn parallel verlaufende Lichtschrankenstrecken, die vom gegenüberliegenden Empfänger kontinuierlich überwacht werden. Gemeinsam bilden sie ein größeres Detektionsfeld als eine einzelne Lichtschranke.

Unterbricht ein Blech, Rohr oder Profil mindestens einen Lichtweg, wertet die Elektronik dies als Objekt und übermittelt das Schaltsignal an die Steuerung:

• größerer Erfassungsbereich reduziert Lücken bei schwankender Materialposition
• Schaltsignal steuert Rollgang, Zählung oder den Start einer Längenmessung
• Verschmutzungsausgang ermöglicht eine frühzeitige Wartungsmeldung

Vorteile für den Betrieb

Prozesssicherheit

• stabile Objekterkennung auch bei wechselnden Positionen und Konturen
• weniger Fehlimpulse, Prozessunterbrechungen und ungeplante Anlagenstopps

Wirtschaftlichkeit

• ein Lichtgitter überwacht einen größeren Bereich als eine einzelne Lichtschranke
• reduzierter Aufwand für Montage, Ausrichtung, Kontrolle und Wartung

Automatisierung

• eindeutige Signale für Anwesenheitskontrolle, Zählung und Materialverfolgung
• direkte Einbindung in SPS, Rollgangsteuerung und Längenmesssysteme

Typische Einsatzbereiche

• Erkennung von dünnem Plattenmaterial auf Rollgängen
• Anwesenheitskontrolle schmaler Metallprofile und Werkstücke
• Rohrerkennung bei unterschiedlichen Durchmessern auf V-Rollgängen
• Überwachung heißer und kalter Objekte in der Metallindustrie
• Triggerung von Längenmessungen und nachfolgenden Prozessschritten
• Materialerkennung bei variierender Höhe, Lage oder Verformung
• Rollgangsüberwachung bei Dampf, Rauch, Staub und Verschmutzung
• Automatisierung von Fördertechnik, Stahlwerk und Metallverarbeitung

Fazit

Bei dünnen Blechen, Rohren und schmalen Metallprofilen reicht eine punktuelle Objekterkennung häufig nicht aus. Ein Lichtgitter erweitert den überwachten Bereich und erfasst positionsveränderliches Material, sobald mindestens einer der parallelen Lichtwege unterbrochen wird.

Durch den Einsatz eines Proxitron Lichtgitters lassen sich:

• Erkennungssicherheit und Prozessstabilität auf Rollgängen verbessern
• Fehlimpulse sowie Installations- und Wartungsaufwand reduzieren
• Zählung, Materialverfolgung und Längenmessung zuverlässig auslösen

Damit ist das Lichtgitter eine robuste Lösung für die Bereichsüberwachung in rauen Industrieumgebungen. Für die Erkennung mikroskopisch kleiner Pinholes ist hingegen ein spezialisiertes Prüfsystem erforderlich.