Ultraschall – aber anders: Ultraschallsensorsystem USi-industry®

Möglich wird diese dreidimensionale Bereichsüberwachung durch die einzigartige Schallkeulenform des USi-industry: Die Schallwellen herkömmlicher Ultraschallsensoren breiten sich keulenförmig aus, der Querschnitt des Erfassungsbereichs ist bei ihnen rund. Dagegen hat die Schallkeule des USi-Systems einen elliptischen Querschnitt. Diese Eigenschaft bietet einen großen Vorteil bei der Objektdetektion in einem ausgedehnten Überwachungsbereich: Beispielsweise bei einer Ladungserkennung können Objekte unterschiedlicher Kontur wie Paletten, Gitterboxen, Gestelle und dergleichen zuverlässig erfasst werden.

Die Abmessungen der beiden Ultraschallwandler – der eigentlichen Sensoreinheiten des Systems – betragen nur 27 x 21 x 13 Millimeter. Sie sind von der Auswerteeinheit entkoppelt und können bis zu 3 Meter Kabellänge von ihr entfernt an verschiedenen Stellen montiert werden. Zusammen mit der kleinen Bauform erlaubt dieses Konzept große Flexibilität bei der Platzierung der einzelnen Komponenten. So lassen sich die kompakten Wandler zum Beispiel direkt an einem Roboterarm oder in einem autonomen mobilen Roboter (AMR) montieren, um dort für eine gezielte Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung bzw. einen zuverlässigen Kollisionsschutz zu sorgen.

Die Auswerteeinheit verfügt über einen intelligenten Software-Algorithmus für die Verarbeitung der Schallsignale. Bei der Verwendung mehrerer USi-Systeme in derselben Umgebung blendet dieser automatisch das hierbei möglicherweise entstehende Störechoaus und ermöglicht damit einen parallelen Einsatz im Begegnungsverkehr. Die Auswerteeinheit erlaubt den Anschluss von bis zu zwei Ultraschallwandlern mit eigenen Kanälen, die individuell via PACTware konfiguriert werden können. Für jeden Wandler stehen zwei Parametersätze – für Abstand, Auswertung, Ausgänge und Teach-In – zur Verfügung, die über einen parametrierbaren, digitalen Eingang in der Applikation umgeschaltet werden können. Da eine Auswerteeinheit für zwei Sensoren genügt, bleiben die Investitionskosten niedrig.

Wie er seine Umgebung im Einzelnen erfasst, lernt der USi-industry im Teach-In-Modus. Beim Einlernen kann auch ein Referenzpunkt definiert werden, um eine Manipulation der Sensordetektion auszuschließen. Das kann zum Beispiel ein festes Maschinenteil im Erfassungsbereich sein. Die Anwender können auswählen, worauf der Sensor reagieren soll: auf vorhandene oder fehlende Objekte, oder auf beide Arten der Objektänderung. Die selektive Auswertung wird nach dem Einlernen der Umgebung eingestellt und damit an die Bedürfnisse der Anwendung angepasst.

Das gilt auch für den Sensorzyklus, der sich in einer Spanne zwischen 10 und 200 Millisekunden einstellen lässt. Mit einem kurzen Zyklus werden Objekte in schneller Bewegung erfasst; durch längere Abstände wird die Messung in schallharten Umgebungen stabilisiert. Der Ultraschallwandler des USi-industry entspricht Schutzart IP69, ist resistent gegen Feuchtigkeit und kann problemlos auch an exponierten Stellen eingesetzt werden.

USi-industry-Sensoren werden häufig in fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGV, FTF) und autonomen mobilen Robotern (AMR) verwendet, zum Beispiel im Produktionsbereich oder in Lagern und Versandzentren. Weitere Einsatzgebiete sind Robotikanwendungen sowie die Luftfahrt, etwa zum Kollisionsschutz zwischen Flugzeug und Gepäckförderbandwagen.

• Flexibler Einsatz in beengten Einbausituationen durch entkoppelte Ultraschallwandler in Miniaturbauform
• Optimale Bereichsüberwachung dank elliptischem dreidimensionalem Erfassungsfeld
• Maximale Flexibilität durch unabhängige Sensorkanäle mit jeweils zwei umschaltbaren Parametersätzen
• Drei wählbare Betriebsarten und einstellbare Sensorzykluszeit zur optimalen Anpassung an die Anwendung
• Einfache Sensorintegration und hoher Manipulationsschutz durch simples Einlernen der Umgebung
• Maximale Zuverlässigkeit: gegenseitige Störecho-Unterdrückung gewährleistet reibungslosen Betrieb