Prozess-Geschwindigkeit optisch messen

Wie Lasersensoren die Produktionssteuerung von Bahnware und Endlosmaterial optimieren

Geschwindigkeit Ihrer Linie und Bahnware messen, Vorschub von Band & Stückgut überwachen

Die inline-Messung der Prozessgeschwindigkeit ist für eine zuverlässige Prozesssteuerung und Optimierung in vielen industriellen Prozessen unverzichtbar. Sie bildet die Grundlage für unzählige weitere Anwendungen wie die Geschwindigkeitsdifferenzmessung, die Längenmessung oder die Schnittlängensteuerung. In diesen Prozessen wird die Geschwindigkeit mit Hilfe der Laser-Doppler-Technik erfasst.

LSV Laser Surface Velocimeter von Polytec sind ideale Sensoren für die Überwachung der Prozessgeschwindigkeit. Sie messen auf fast jeder Oberfläche zuverlässig - inklusive auf verschmutzten, öligen Oberflächen, aus großen Arbeitsabständen oder am glühend heißen Stahl sowie und in schmutzigen, staubigen Produktionsumgebungen. Die berührungslose Messtechnik eliminiert negative Einflüsse, wie die Messgenauigkeit klassischer Encoder durch Schlupf und Verschleiß leidet, und die Materialoberfläche bleibt intakt.

Prozessgeschwindigkeit & Differenzgeschwindigkeit genauer messen, Geschwindigkeit synchronisieren an Bändern, Folien, Stückgütern

Optische Sensoren von Polytec finden in vielerlei Industrien Einsatz, um Produktionsprozesse mittels präziser Inline-Geschwindigkeitsüberwachung zu steuern. Überall, wo Hersteller hohe Anforderungen an die Maßgenauigkeit ihrer Erzeugnisse stellen, sei es die Dicke von Blechen, die Zugspannung von Bändern oder die Vorschubgeschwindigkeit zu überwachen oder die Prozessgeschwindigkeit mit nachfolgenden Prozessen zu synchronisieren, dort vertrauen globale Hersteller auf die Präzision von Polytec Lasersensoren. 

  • In Gießereien die Stranglänge und Stranggeschwindigkeit messen
  • In Walzwerken die Geschwindigkeitsüberwachung in C-Messgeräten fürs Kaltwalzen, zur Dickenmessung und Walzspaltregelung (AGC-Masseflussregelung)
  • Synchronisierung von Schnittgeschwindigkeit, Schneid- oder Scherprozessen an Blechen, Textilien oder Bahnware
  • Geschwindigkeitssynchronisierung beim Schweißen von Rohren oder Leitungen
  • Synchronisierung der Zugspannung oder Regelung der Stellglieder und Rollen in Walzgerüsten oder Rollengerüsten
  • Coil-Synchronisierung beim Aufwickeln von Kabeln, Drähten und Fasern
  • Bestimmung der Verweilzeit in Beschichtungsanlagen z.B. von Papier oder Karton, in Glühlinien, Galvanik- oder Veredelungsprozessen
  • ... (weitere siehe unten) 

Vorteile

 Geschwindigkeit messen - berührungsfrei
optischer Sensor unterliegt weder Schlupf noch Verschleiß
Einfache Sensorintegration
in SPS und Fertigungsleitsysteme dank erweitertem Schnittstellenkonzept (Ethernet, Feldbusse, Multi-User etc.)
Kompensiert "schwärmendes" Material" und wechselnde Abstände
flexibel durch sehr große Messfeldtiefe bis 200 mm und lange Arbeitsabstände
Zuverlässig & effizient
robuste Messtechnik nach IP 66, 67
Geschwindigkeit auf allen Materialien messen
Laser misst zuverlässig selbst auf unkooperativen Oberflächen (glänzend, staubig, ölig oder glühend heiß)
Anwendungsspezifisches Zubehör
wie Thermoschutzgehäuse, Freiblasvorrichtung, Montage- und Justageplattform, Strahlumlenkung und vieles mehr

Geschwindigkeitssynchronisierung - Vorschub und Prozessschritte aufeinander abstimmen

LSV Sensoren helfen mehrere Prozessschritte zu synchronisieren und somit Fertigungsschritte an die Vorschubgeschwindigkeit anzupassen: z. B. beim Ablängen oder Schneid- und Trennprozessen, beim Ab- oder Aufwickeln oder fürs Schweißen. Hierzu messen mehrere LSV-Sensoren die Geschwindigkeit an verschiedenen Messstellen. Das Steuerungssystem oder die SPS regelt die Antriebe oder Teilschritte auf Basis der Echtzeit-Messdaten für einen harmonisierten Fertigungsablauf.

Walzwerke

In großen Aluminium- und Stahlwalzwerken wird die Länge und Geschwindigkeit von Aluminium- und Stahlbändern gemessen, um verschiedene Abschnitte zu synchronisieren.
 

Schnittlängensteuerung & Trennen

In der Metallindustrie synchronisieren optische LSV-Sensoren typischerweise die Schneidvorrichtungen z.B. bei der Längsschnittbearbeitung von Stahlplatten oder Aluminiumblechen.

Rotierende Rohrsägen

In Rohrwalzwerken helfen LSV-Sensoren dabei, die Sägeblätter hochpräzise an die Liniengeschwindigkeit anzupassen, sodass die Sägen mit exakt gleicher Geschwindigkeit für den Längsschnitt rotieren bei bis zu 10 m/s.
 

Rollen für Papier & Kunsstoffe

Bei der Papierherstellung oder bei Kunsstoffen (z. B. gerollt, als Coil oder Bahnen) werden optische LSV-Sensoren eingesetzt, um die Bahnen synchron zu führen, z. B. beim Längsschneiden, beim Auf- und Abwickeln oder beim Transfer von einer Rolle auf eine andere.

"...der Lasersensor macht sich rasch bezahlt bei der Herstellung unterschiedlicher Erzeugnisse, wenn Messräder häufig getauscht werden müssen. Auch bei Spezialprodukten und bestimmten Oberflächen, bei denen der Schlupf nicht kontrolliert werden kann, oder bei engen Fertigungstoleranzen – denn wenn eine ganze Charge außerhalb der Toleranz liegt, wird es teuer!"

BHS Corrugated
Weltweiter Spezialist im Anlagenbau für die Wellpappenindustrie

Geschwindigkeitsdifferenz messen – differentielle Messung

Um zwei Teil-Geschwindigkeiten zu synchronisieren und Fertigungsabschnitte zu harmonisieren, messen Polytec Sensoren die Vorschubgeschwindigkeit oder Liniengeschwindigkeit an zwei oder mehreren Punkten – beispielsweise vor und nach einem Walzgerüst – oder an verschiedenen Stellen eines Fördersystems. Die erfassten Differenzgeschwindigkeiten dienen der Steuerung von Prozessen auf Basis der Relativgeschwindigkeit, wie beispielsweise beim Elongieren, Umformen oder zur Masseflussregelung. Jeder LSV-Sensor überträgt kontinuierlich Echtzeit-Messwerte der Bahngeschwindigkeit an seiner Messposition an die SPS, um die genaue Geschwindigkeitsdifferenz v2 – v1 zu liefern. Dies ermöglicht eine dynamische und feinabgestimmte Regelung von Prozessabschnitten, z. B. für die automatische Walzspaltregelung (AGC Automatic Gauge Control), der Spannungsregelung zwischen zwei Walzen oder die Harmonisierung der Liniengeschwindigkeit.

Massenflussregelung im Kaltwalzen

In Reversier- oder Tandem-Kaltwalzwerken werden die Banddicke und Bandgeschwindigkeit zur Steuerung des Massenflusses verwendet. Hier liefern Polytec-Sensoren individuelle Geschwindigkeitsmessungen – hochgenau, ohne Schlupf, dauerhaft kalibriert. Die Differenzgeschwindigkeitsmessung ermöglicht eine perfekt Regelung der Materialvorschubgeschwindigkeit.

Streck-Reduzierwalzwerke

In Dressiergrad- oder Streck-Walzwerken wird die Dehnung („Streckgrad“) durch Messung der Längendifferenz zwischen Einlauf- und Auslaufbahn berechnet. In der Praxis wird dies meist über die Differenzgeschwindigkeit überwacht:
Dressiergrad (%) = ((vAusgang – vEingang) / vEingang) x 100 %. 
Dies ermöglicht eine hochpräzise Steuerung der Materialdehnung.

Walzen z. B. von Tailored Blanks

In Walzwerken, in denen Bandabschnitte mit unterschiedlichen Dicken zu walzen sind, wie z.B. für Tailored Blanks, messen Polytec Sensoren die Differenzgeschwindigkeit zeitlich hochaufgelöst, um den Walzspalt präzise zu regeln. 
 

Papier, Pappe & Verpackung

LSV Sensoren messen die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Rollen und Bahnen während des Auf- und Abwickelns, um die Zugspannung zu überwachen und auszugleichen. Sie werden auch zur Synchronisierung in Schneideprozessen eingesetzt. 

Synchronisieren beim Schweißen

In Schweißstationen und Schweißlinien (z. B. in der Metall- und Rohrindustrie) wird die Vorschubgeschwindigkeit eines Rohres oder Halberzeugnisses am Schweißwerkzeug zur Überwachung und Steuerung der Leistung des Schweißresultats und für eine gleichbleibende Schweißqualität verwendet.

Converting & Textilprozesse

Die Geschwindigkeitsdifferenz hat entscheidende Bedeutung für die Abstimmung und Regelung einzelner Walzen beim Längsschnitt, für die Anpassung der Walzgeschwindigkeit an die Liniengeschwindigkeit bei Auf- und Abwickelprozessen, für die Spannungsregelung oder beim Extrudieren. 

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Lasergenaue Geschwindigkeits-monitoring in Produktionslinien - Sensor Funktionsprinzip

Anwendungen

Inline Geschwindigkeits- und Vorschubmessung in unterschiedlichen Anwendungen

Unsere Experten beraten gerne

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