Optische Erkennung von Material (Sand, Gras,...)

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bayernburn

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Hallo Forum,

ich habe eine S7-1500 Steuerung im Einsatz und plane gerade folgende Umsetzung.
Eine Kraneinheit mit Greifer/Schaufel soll automatisiert Material von A nach B transportieren.
Hierzu ist es notwendig, dass die Steuerung erkennt wann Material vorhanden ist.
Hierfür gibt es meiner Meinung nach mehrere Lösungswege, die man gegenüberstellen und die Vor-/Nachteile aufzeigen sollte.
Man könnte das ganze mit Lichtschranken, Kamera, Lichtgitter, Ultraschallsensor, Infrarotsensor realisieren.
Hat jemand von euch bereits Erfahrung in einer ähnlichen Anwedung und kann mir dazu Tipps/Infos für Hersteller und Einbindung in die SPS geben?

Mir gehts hier grundsätzlich um die verschiedenen Methoden der Erkennung, welche am Besten für meinen Anwendungsfall geeignet ist und wie die Einbindung in die SPS erfolgen kann.

Vielen Dank für die Rückmeldungen.

LG Bayernburn
 
Könntest du deine Anwendung etwas genauer ausführen? Soll quasi ein Kran mit Greifer das Material von einer offenen Fläche oder einer "Bucht" zu einer anderen Stelle transportieren? Also wieder auf eine offene Fläche?

Als erstes würde mir da ein 3D-Sensor einfallen, welcher das vorhandene Volumen misst. Eventuell geht das aber auch bedeutend einfacher mit Lichttastern. Eventuell wäre eine kleine Skizze deiner Anwendung ganz hilfreich.
Bedenken musst du auf jeden Fall, dass trockenes Gras und Sand Staub entwickeln und die Sicht optischer Sensoren damit beeinträchtigt werden kann.
 
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Hallo acid,

erstmal Danke für die Rückmeldung.
Der Kran holt sich das Material aus einer Bucht und transportiert es dann zu einer anderen Lagerstelle, wo das Material dann weiter verarbeitet bzw. zwischengelagert wird. Das Zwischenlager ist eine offene große Fläche. D.h. hier gibt es dann einige definierte Ablagepunkte, welche mit Endschalter markiert sind. Diese Ablagepunkte sind aber nicht das Thema, denn hierfür haben wir bereits einen guten Lösungsansatz.
Was m. M. nach noch wichtig ist: Es muss mit Sicherheit definiert werden, wie lange es Sinn mach, dass der Kran das Material holt. Denn natürlich wird es so sein, dass immer etwas Material zurückbleibt. Dies würde m. Erachtens bedeuten, dass wir eine Höhenmessung (ob das optisch auch möglich ist, kann ich nicht sagen) benötigen werden.

Das Thema mit dem Staub haben wir schon bedacht, weshalb wir auch am Überlegen sind, ob eine Ultraschallmessung hierfür geeignet ist.
Prinzipiell ist wichtig, das Material erkannt wird, auch wenn es mal etwas staubiger sein sollte.

Anbei noch eine kleine Skizze. Ich hoffe es wird damit klarer?!

Skizze.jpg
 
Da würde ich US oder Radarsensoren verwenden.

Wenn das Material keine "Fäden" enthält (Gras, . . .) und keine zu groben Stücke (Pflasterseteine, . . ) dann könnten auch drehende Sensoren interessant werden (in einer Ecke verbaut).

Interessant wird bei beiden der Montageort. Direkt darüber wird ja bei US / Radar wegen des Krans wahrscheinlich schwierig, ev. muss man den ausserhalb des Sensorbereichs parken. Schräg wird aber wahrscheinlich vernünftiger sein.
 
Danke winnman für deinen Post,

also Fäden enthalt das Material ja. Es soll ja u.a. auch Gras/Heu wegtransportiert werden.
Ich habe mit einem Techniker von Sick gesprochen, der hat gemeint eine US wäre am Besten für den Anwendungsfall geeignet, da diese staubunempfindlich ist. Bzgl. der Montage hat er eine schräge Montage angeregt. D.h. Irgendwo in einer Ecke der Bucht wird der Sensor so montiert, dass er auf das Material zeigt. Da das Material eine raue Oberfläche aufweist, ist eine Schrägmontage kein Problem.
Wir werden uns alles Vorort nochmal anschauen und mit dem Kunden besprechen, was letztendlich am sinnvollsten ist.
Ich persönlich tendiere zu einem Lichtgitter, da man hier die Höhe sehr gut messen kann. Natürlich kann der Staub hier ein Problem werden. Ich denke allerdings, wenn man die Schranken regelmäßig entstaubt, sollte es problemlos funktionieren.
 
Da hilft wahrscheinlich nur probieren.
Bei Heu kann ich mir vorstellen, dass es mit allen Verfahren schwierig wird.
Ultraschall und Radar brauchen Reflektion und das ist bei Heu schwierig.
Ultraschall hat zudem oft Ärger mit Temperatur und Betauung.
Optische Distanzsensoren sind sowieso gerne Zicken.
Wahrscheinlich ist die Idee mit einem simplen Lichtgitter gar nicht verkehrt.

Gruß
Blockmove
 
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Danke für die vielen Vorschläge.
Das mit der Waage hört sich auch interessant an.
Ich denke aber, dass es für diese Anwendung nicht in Frage kommt, da diese Messmethode, meines Wissens, doch höher preisig ist.

Bzgl. der Taubildung muss ich ehrlicherweise sagen, dass ich das nicht weiß. Müsste man Vorort mal prüfen.
Bin Morgen mal Vorort und hoffe dann auf neue Erkenntnisse.
Vielen Dank nochmal.
 
Materialerkennung bzw. Höhenerkennung wird benötigt um die Freigabe zur Materialabholung zu aktivieren.
Also, nur eine Maximum-Erkennung ?
Das wurde es vereinfachen wenn nur einen Punkt erkennt werden muss. Wenn die Kran nur in die Mitte Material abholt, dann vielleicht ein Paar Stabsensoren in die Behälterwände ? Montiert schräg um Materialaufbau auf die Sonden zu vermeiden.

Ich habe schlechte erfahrung mit Staubildung und Ultraschall Sensoren. In meinem Fall war die Staubildung vielleicht ekstrem.
 
Evtl. Prüfen ob die Schaufel voll ist ? (über Gewicht ,Motor Strom, Stellung des Greifers.....)


Wenn leer nochmal rein und holen, wenn immer noch leer, dann ist nix mehr da zum abholen ?
 
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Wir waren vor einiger Zeit Vorort haben mit dem Kunden gesprochen und uns mal ein reales Bild der Anlage gemacht.
Bzgl. der Erkennung ob Material vorhanden ist, haben wir uns jetztmal darauf geeinigt Reflexionslichtschranken zu verwenden. Diese sind einfach zu warten und sollten hoffentlich für den Anwendungsfall ausreichen. Falls dies nicht der Fall sein sollte, muss man sich eine andere Möglichkeit überlegen, was in Bezug auf die Staubbelastung dann sicher nicht einfacher wird.
Besten Dank für das zahlreiche Feedback!
 
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