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Ohne Reflektor – geht auch

01 Bizerba setzt bei seinen dynamischen Kontrollwaagen im Hygiene-Design auf Smart-Reflect-Lichtschranken ohne Reflektor von Baumer

02 Der Smart-Reflect mit „qTeach“ wird durch Berühren mit einem ferromagnetischen Gegenstand in den Teach-Modus versetzt

Lichtschranken ohne Reflektor bieten in der Praxis nicht nur preisliche Vorteile, gleichzeitig wird eine potenzielle Schwachstelle aufgehoben. Für diese Eigenschaften wurden die Lichtschranken von Baumer mit einem Innovationspreis von Frost & Sullivan ausgezeichnet. Parallel wurden sie weiterentwickelt und stehen nun unter anderem mit einem neuen Teach Verfahren zur Verfügung.

Im Gegensatz zu einer Reflexions- oder Einweg-Lichtschranke wird bei den Smart-Reflect-Lichtschranken von Baumer der Lichtstrahl zwischen dem Sensor und zum Beispiel einem Maschinenteil aufgebaut. Ein Objekt unterbricht den Lichtstrahl und lässt den Sensor schalten. Einzige Voraussetzung ist, dass sich ein Hintergrund, zum Beispiel ein beliebiges Maschinenteil, im Erfassungsbereich des Sensors befindet. So wird der separate Reflektor überflüssig und eine häufige Schwachstelle behoben. Spezielle Smart-­Reflect-Varianten detektieren nach dem gleichen Prinzip transparente Objekte, wie Flaschen, Schalen oder Folien.

Auszeichnung erhalten
Ende letzten Jahres wurde Baumer für diese Lichtschranke von Frost & Sullivan mit dem „New Product Innovation Award“ ausgezeichnet. „Baumer hat mit der Smart-Reflect-Technologie eine innovative Lösung für die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen entwickelt, welche die Anforderungen an eine robuste und sichere Lichtschranke erfüllt ohne die Nachteile der am Markt erhältlichen konventionellen Sensoren“, begründete Emil Lazarski, Research Analyst bei Frost & Sullivan, diese Entscheidung. Parallel stellte er heraus, dass der Optosensor einen hohen Return of Investment (ROI) durch Einsparungen bei den Wartungskosten ermögliche. „Da es keine Notwendigkeit gibt, Reflektoren zu ersetzen, wird die Ausfallzeit verringert und die Produktivität verbessert. Smart-Reflect-Sensoren sorgen nicht nur für eine Reduzierung der Betriebskosten, sondern auch für Kosteneinsparungen durch vereinfachte Installa­tion, Inbetriebnahme und Justage“, sagte er weiter.

Vorteile in der Praxis unter Beweis gestellt
Vor rund zwei Jahren hat Baumer den Smart-Reflect in den Markt eingeführt. Seitdem wurde die Produktreihe immer weiter ausgebaut, sodass er heute in verschiedenen Varianten für unterschiedliche Einsatzgebiete zur Verfügung steht. Anwendungsbeispiele finden sich von der pharmazeutischen bis hin zur Lebensmittelindustrie.
Im pharmazeutischen Bereich setzt beispielsweise GEA Lyophil auf die Optosensoren. Hier stellen sie in Kombination mit Vision-Sensoren von Baumer eine optimale Lösung beim automatischen Be- und Entladen von Gefriertrocknern dar. Hintergrund ist, dass diese Be- und Entladesysteme trotz aller Ausgereiftheit vereinzelt Unregelmäßigkeiten aufweisen können. So sind unter anderem nicht korrekt verschlossene Vials (Glasfläschchen bzw. Ampullen), solche ohne Stopfen oder mit falscher Füllmenge sowie nicht korrekt positionierte Stopfen möglich. Gesucht wurde deshalb eine Lösung, die zum einen maximale Produktsicherheit bietet und sich zum anderen gut in die bestehende Anlage integrieren lässt und trotzdem flexibel ist. So fehlte GEA Lyophil zunächst die Möglichkeit einer lückenlosen Inspektion zwischen Abfüllung und Verpackungsmaschine.

Zudem war die Sicherheit des Bedienpersonals von großer Bedeutung, da teilweise hochaktive Produkte, wie Hormone oder Antibiotika, verarbeitet werden. Der Vision-Sensor Verisens bietet mit seinen speziellen Merkmalsprüfungen die Fähigkeiten, die zur bildbasierten Qualitätsprüfung erforderlich sind. Dazu zählt auch die integrierte Fexloc-Technologie zur Lageerkennung. Damit können fehlerhafte Vials erkannt und zuverlässig ausgeschleust werden. Zusätzlich überprüft der Sensor spezielle Angaben auf den Vials, zum Beispiel einen Barcode. Für das Triggersignal der Bildaufnahme kam der Smart-Reflect zum Einsatz. Durch den Wegfall des Reflektors war der Einbau des Sensors in das kompakte Design des GEA-Lyophil-Alus einfach möglich. Außerdem gibt es keinen Reflektor, der gereinigt oder ersetzt werden muss. Mit der Transparenterkennung können zudem alle zum Einsatz kommenden durchsichtigen Glas- bzw. Kunststoffvials sicher erkannt werden. Die Kombination aus Vision-Sensor und der Lichtschranke ohne Reflektor stellt sicher, dass ­keine beschädigten oder offenen Vials das Containment verlassen und dass keine Vials ohne Stopfen die Anlage verschmutzen oder kontaminieren können. Somit ist eine ausnahmslose Inspektion (inklusive Rückverfolgbarkeit) innerhalb der Prozesskette zwischen Abfüllung und Verpackungsmaschine lückenlos sichergestellt. Zusätzlich werden Bilder aller ausgeschleusten Vials gespeichert, was die Ursachenforschung erleichtert.

Ein weiteres Einsatzbeispiel, aus der Lebensmittelindus­trie, liefern dynamische Kontrollwaagen von Bizerba. Sie sind zu 100 % hygienisch dank reduzierter Bauteile und konsequentem Hygienedesign. Durch den Einsatz der Smart-Reflect-Sensoren wurde ein weiterer Beitrag in Richtung Reduktion möglicher Gefahrstellen durch den Einsatz von EHEDG -zertifizierten Lichtschranken ohne Reflektor geliefert. Bei den dynamischen Kontrollwaagen CWP Neptune sind alle sensiblen Bereiche frei zugänglich. Zudem sind alle Maschinenteile abgerundet oder geneigt. Somit können sich keine Produktreste und schädliche Bakterien sammeln und später wieder in den Prozess gelangen. Die Anlage ist aus Edelstahl gefertigt und hält sowohl starken Reinigungsmitteln als auch regelmäßiger Hochdruckreinigung stand. Durch die Reduzierung von Einzel- und Verschleißteilen verringern sich für den Kunden teure Stillstandszeiten und Instandhaltungszeiten werden gesenkt. So können hocheffizient und hygienisch rohes Fleisch, Back­waren, Käse oder Wurstwaren verarbeitet, gewogen und portioniert werden. Zudem reduziert sich der Installationsaufwand bei den Bizerba -Konstrukteuren.

Bei Bizerba kommt die Smart-Reflect -Variante im Hygienedesign zum Einsatz. Sie ist speziell für Edelstahloberflächen optimiert, wie sie in Lebensmittel verarbeitenden Maschinen zu finden sind. Diese EHEDG -zertifizierten Sensoren im Edelstahlgehäuse erreichen bei einer Reflexion auf Edelstahl eine Reichweite von 800 mm. Damit werden auch breitere Förderbänder optimal überwacht. Dank des Smart-Reflect-Prinzips wird die Sensorfunktion auch durch Verschmutzung oder prozessbedingte Veränderung des Maschinenteils nicht beeinträchtigt. Dicht nach Schutzart IP69k und darüber hinaus mit dem Baumer -eigenen Prüfsiegel Protect+ für Langzeitdichtigkeit versehen, überstehen die Sensoren im CWP Neptune die gleichen Reinigungszyklen wie der Rest der Anlage und müssen nicht speziell gepflegt oder gewartet werden. Zusätzlich wurde das Teach-Verfahren der Sensoren für die Lebensmittelindustrie um eine unterstützende Funktion erweitert. Im Justierungs-Modus zeigt der Sensor an, wann das empfangene Lichtsignal qualitativ am besten für eine zuverlässige Detektion ist. Dies ist vor allem bei schrägen Flächen, wie sie der Norm entsprechend auch im CWP Neptune vorkommen, von Vorteil und bringt eine weitere Zeitersparnis bei der Sensorinstallation.

Weiter optimiert
Aktuell wurde der Smart-Reflect mit einer Reihe weiterer Optosensoren in der O500-Serie für noch mehr Kundennutzen gebündelt. So verfügen alle Modelle der Reihe über die gleiche kompakte Gehäuseform, was Baumer mit „One-Box-Design“ zusammenfasst. Weitere Gemeinsamkeiten sind „qTeach“ und „qTarget“. Bei Erstgenanntem handelt es sich um ein verschleißfreies Teach-Verfahren. Zum Einlernen der O500-Sensoren genügt eine Berührung mit einem beliebigen ferromagnetischen Werkzeug, zum Beispiel ein Schraubendreher. Eine blaue LED gibt ein optisches Feedback. Um Fehlmanipulationen zu vermeiden, verriegelt sich „qTeach“ nach 5 min. selbstständig. Bei „qTarget“ wird der Lichtstrahl über die gesamte Sensorserie mit gleichbleibender Genauigkeit ausgerichtet. Dies ist dadurch möglich, dass die Sensoren alle per Design auf die Befestigungslöcher ausgerichtet sind und somit die einzelnen Bauteiltoleranzen aufgehoben werden. Neben dem Smart-Reflect umfasst die Serie O500 Lichttaster mit Hintergrundausblendung sowie eine Reflexions-Lichtschranke. (ih)

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