Vereinzeln und zählen im Strom: Sollmengen, Kanäle und Takt an Zuführung und Abpackung

Die Zahl vor der Aktion: warum Zählen an der Zuführung Steuern heißt

Bei einer Zählung im Strom ist der Zählwert der Steuerwert der Maschine. Ein Hersteller von Backanlagen für Gebäck beschreibt das sehr klar. Die fertigen Produkte laufen zum Abkühlen parallel in mehreren Strängen, und am Linienende tragen heute zwei Mitarbeitende die gestapelten Produkte zur nächsten Maschine, etwa zu einem Schlauchbeutelpacker. Diese eintönige Arbeit soll entfallen. Vorn in der Linie ist eine Qualitätskontrolle mit Ausschleusung vorgesehen, dahinter schiebt die Linie die Produkte zusammen und fördert sie über ein Gate zur Abnahmeposition; geschlossen werden soll das Gate, sobald eine festgelegte Anzahl durch ist.

Als Alternative für das Zählen ist ein Einzelsensor an jedem Strang notiert. Wie ein Profilsensor im Durchlauf in 3D zählt und wie der Zählwert an das Gate und die SPS geht, behandelt der Beitrag zu Zählen und Bestückungskontrolle in Verpackungs- und Montagelinien.

Vereinzeln als Voraussetzung: Band, Stufenförderer und Rüttelplatte

Was sich berührt, wird leicht als eines gezählt. Eine einzelne Lichtschranke gibt für zwei dicht aufeinanderfolgende Teile oft nur einen Impuls, und auch im Bild können sich berührende Teile zu einem Objekt verbinden. Die Vereinzelung gehört deshalb zum Zählpunkt, nicht zur Mechanik davor.

Ein Endkunde lagert viele verschiedene Bauteile in Kisten. Heute wiegen Mitarbeitende die Mengen ab. Seine Idee: Die Teile werden über ein Band vorvereinzelt, und gezählt wird, wie viele in die nächste Kiste gehen. Für die Vereinzelung könnte er den eigenen Anlagenbau einbeziehen. Über dem Band kommt dafür die All-in-One Kamera mit integrierter AI der Modellreihe VS in Frage, deren Blob-Werkzeug Objekte zählt und für jedes Fläche und Schwerpunkt ausgibt.

In einer Verpackungsautomation laufen dunkle, nicht rotationssymmetrische Teile sortenrein über ein dunkles Band von 200 bis 400 mm Breite, mit rund 150 mm/min verhältnismäßig langsam. Weil die Teile nicht immer vereinzelt ankommen, denkt der Kunde über Kamerasysteme nach; die Mechanik soll der hauseigene Maschinenbau bauen. Die ersten Systemdaten nennen eine Auflösung von etwa 0,25 mm je Bildpunkt bei einem Sichtfeld von 400 x 300 mm. Offen ist, ob eine Matrixkamera oder eine Zeilenkamera besser passt; Zeilenkameras laufen an der High-End Bildverarbeitung mit ultimativer Flexibilität der Modellreihe XG-X. Dunkles Gut auf dunklem Grund ist dabei vor allem eine Frage der Beleuchtung.

Mehrere Stränge und Zuführungen: gemeinsam bis zur Sollmenge

Viele Zählaufgaben haben mehr als einen Eingang. Ein Maschinenbauer soll Kunststoffleisten in verschiedenen Farben konfektionieren. Sie werden über Stufenförderer mit mindestens zwei Zuführungen aufgelegt, und erkannt werden muss, wie viele Teile in den Karton fallen. Die Enden der Leisten liegen dabei wahrscheinlich frei im Raum.

Für den Entwurf stellt sich eine Grundsatzfrage: Zählt jede Zuführung für sich und die Steuerung addiert, oder sieht ein Bild beide Zuführungen? Getrennte Zählpunkte sind einfacher einzurichten, brauchen aber eine saubere Zuordnung zum gemeinsamen Ziel. Ein Bild über beide Bahnen spart Geräte, muss aber jedes Teil genau einmal erfassen, auch wenn es schräg liegt oder übersteht. Bei mehrfarbigem Zählgut sollte die Zählung außerdem nicht an der Farbe hängen.

Wohin die abgezählte Menge geht: Kiste, Karton, Beutel oder Lager

Das Ziel der Menge prägt die Station. Beim Endkunden mit den Kisten ist es der nächste Behälter, bei den Kunststoffleisten der Karton. Ein Endkunde plant, die Verpackung von Ersatzteilen mit Rüttelplatten zu automatisieren. Beim Abpacken sollen die Schrauben bis zur Sollmenge in die Verpackung gezählt werden. Bei einem Test erfasste der AI Vision-Sensor der Modellreihe IV4 die Schrauben mit dem Werkzeug AI Count zur Zufriedenheit des Kunden.

Am weitesten reicht der Wunsch eines Kunden nach einer vollständigen Zählanlage für lange Drehteile. Oben werden verschiedene Teile aufgegeben, die Anlage zählt je Auftrag die passende Stückzahl ab und legt den Rest als Lagerbestand zurück. Rund tausend Produkte stehen im Sortiment, die meisten mit sehr ähnlichen oder gleichen Größen. Der Fall zeigt, wie schnell aus einem Zählpunkt eine Maschine mit Aufgabe, Puffer und Rückführung wird.

Zählen ohne Anhalten: Zähllinie, Sollwert und fallende Teile

Für Teile, die sich bewegen, dokumentiert der Vision-Sensor einen eigenen Modus. Im AI Dynamic Count Modus zählt er bewegte Objekte, auch mehrere zugleich, bei laufendem Band; im Hochgeschwindigkeitsmodus erfasst er zusätzlich Objekte im Fall. Gezählt wird an einer Zähllinie, der Zählwert reicht bis 9.999.999. Den Ausgang setzt der Sensor wahlweise bei Gleichheit mit dem Sollwert oder ab dem Moment, in dem der Zählwert mindestens den Sollwert hat, und ein automatisches Zurücksetzen bereitet den nächsten Zählvorgang vor.

Für den Maschinenbauer sind das drei Auslegungsfragen. Welcher Ausgang passt zur Aktion, ein Signal genau bei der Sollmenge oder ein Zustand ab der Sollmenge? Wann beginnt die nächste Menge, und wer setzt den Zähler zurück? Und was geschieht mit dem Teil, das gerade die Zähllinie überquert, während das Gate schließt? Die letzte Frage beantwortet kein Sensor, sondern der Abstand zwischen den Teilen.

Ein Impuls je Kanal: der Lichtleitersensor in jeder gebauten Maschine

Wer einen Zählpunkt in jede gebaute Maschine einsetzt, legt ihn anders aus als der Betreiber einer einzelnen Station: ein Sensor je Kanal, ein Impuls je Objekt. Ein Maschinenbauer hat Digitale Lichtleitersensoren der Modellreihe FS-N mit Lichtleitergeräten der Modellreihe FU beim Zählen von Beuteln getestet, mit sehr zufriedenem Ergebnis. Jedes Objekt meldet der Lichtleitersensor als Impuls an die Steuerung, die den Zählwert bildet; das passt, solange die Beutel einzeln am Strahl vorbeilaufen.

Gezählt werden nicht nur Teile. Ein Hersteller von Halbleiteranlagen will zählen, wie oft sich die Pins an einem Chuck-Motor drehen. Für die Lageprüfung von Chuck und Pin kommt ein Digitaler Lichtleitersensor in Frage. Soll der Sensor selbst zählen, statt nur Impulse zu liefern, dokumentiert die Anleitung des Digitalen Lasersensors der Modellreihe LV-N bei den Typen mit zwei Ausgängen einen Modus Zählerausgang.

Unter einem Millimeter oder groß im Feld: wenn das Bild den Einzelsensor ablöst

Sehr kleine Teile im Strom sind ein Fall für das Bild. In einer Galvanik sollen Kleinteile zwischen 0,5 und 1 mm Größe auf dem Förderband gezählt werden, und die Stückzahl muss exakt stimmen. Dafür kommt der AI Dynamic Count Modus des Vision-Sensors in Frage.

Auch für große Teile an einer Verpackungsmaschine ist das Bild gefragt. Gefragt ist das Zählen von Grablichteinsätzen auf einem Band, mit einem Sichtfeld von etwa 420 x 420 mm und einem kleinsten Objekt von rund 175 mm. Dafür kommt die All-in-One Kamera in Frage.

Ein Bild im Strom bringt eine Frage mit, die ein Einzelsensor nicht kennt: Dasselbe Teil kann auf zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen erscheinen. Ohne Regel, wann ein Teil als gezählt gilt, wächst die Zahl mit der Bildrate statt mit der Menge. Der AI Dynamic Count Modus arbeitet dafür mit der Zähllinie; bei der All-in-One Kamera gehört diese Regel in die Programmierung.

Häufige Fragen

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