Geschwindigkeit und Länge von Materialien

Die Geschwindigkeit und die Länge eines bewegten Materials sind zwei eng verbundene Größen: durch Messung der ersten erhält man die zweite, durch Integration über die Zeit. Dieser Zusammenhang ist der Kern der Kontrolle kontinuierlicher Prozesse. Optische Geschwindigkeitsmesser und Geber messen beide Größen mit einem einzigen Gerät, berührungslos, und schließen Verschleiß und Schlupf aus.

Diese Seite gehört zum Bereich Geschwindigkeit und Drehung in Bewegung der Prüftechnik und behandelt den Zusammenhang zwischen Materialgeschwindigkeit und -länge ausführlicher.

Der Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Länge

Die von einem Material zurückgelegte Länge ist das Integral seiner Geschwindigkeit über die Zeit: ist die Geschwindigkeit in jedem Augenblick bekannt, ergibt sich die Länge durch Summierung der Beiträge. Deshalb hängt die Qualität der Längenmessung vollständig von der Qualität der Geschwindigkeitsmessung ab. Eine von Schlupf betroffene Messung sammelt Fehler an; eine berührungslose optische Messung bleibt dagegen auch über große Längen genau. Ein einziger optischer Geschwindigkeitsmesser liefert somit gleichzeitig Geschwindigkeit und Länge, zwei für den Prozess grundlegende Werte.

Der VLM500 misst bis 50 m/s mit einer Unsicherheit unter 0,025 % und summiert Längen bis zu Millionen von Metern; der VLM60, ein kompakter optischer Geber, misst bis 0 m/s und ist der direkte Ersatz für Messräder.

Ein Gerät, zwei Größen

Geschwindigkeit und Länge aus einem einzigen Sensor zu beziehen vereinfacht den Aufbau der Linie und senkt die Kosten. Die Geschwindigkeit versorgt die Regelkreise und die Synchronisierung; die Länge steuert das Ablängen und das Zählen der Meter. Da beide aus derselben optischen Messung stammen, sind sie zudem von Natur aus untereinander konsistent. An einer Schneidlinie etwa steuert die Geschwindigkeit den Gleichlauf der Schere, während die Länge deren Eingriffsposition bestimmt.

Vorteile für die Materialkontrolle

• Geschwindigkeit und Länge aus einem einzigen Gerät, berührungslos
• Keine Fehleranhäufung: kein Schlupf und kein Verschleiß
• Genauigkeit bis < 0,025 % (VLM500)
• Messung bis 0 m/s und in beiden Richtungen (VLM60)
• Encoder-, Analog- und Feldbusausgänge für die Integration

Anwendungen und Vertiefungen

Der Zusammenhang Geschwindigkeit-Länge liegt sehr vielen industriellen Anwendungen zugrunde, die in Anwendungen und Lösungen beschrieben sind. Die Länge allein wird in Kontinuierliche Länge behandelt, die Oberflächengeschwindigkeit in Oberflächen- und Lineargeschwindigkeit. Für die Theorie des optischen Verfahrens verweisen wir auf Optik und LASER.

Konsistenz zwischen Geschwindigkeit und Länge

Wenn Geschwindigkeit und Länge aus demselben Sensor stammen, sind die beiden Werte von Natur aus konsistent: die Länge ist genau das Integral der gemessenen Geschwindigkeit. Das vermeidet die Widersprüche, die bei der Verwendung getrennter Sensoren entstehen können, und vereinfacht Kalibrierung und Diagnose. Es verringert außerdem die Anzahl der Komponenten an der Linie, mit Vorteilen bei Kosten, Zuverlässigkeit und Instandhaltung. Deshalb ist der Einsatz eines einzigen optischen Geschwindigkeitsmessers bei der Kontrolle bewegter Materialien eine immer häufigere Wahl.

Ermöglichte Prozessfunktionen

Vom Paar Geschwindigkeit-Länge hängen zahlreiche Funktionen ab: das Ablängen, das Zählen der Stücke, die Synchronisierung zwischen Walzen und Antrieben, die Markierung in Abständen und die Produktionsdokumentation. Die Geschwindigkeit steuert die dynamischen Echtzeitfunktionen; die Länge jene der Stückung und der Nachverfolgbarkeit. Beide Werte genau und konsistent zur Verfügung zu haben, erlaubt es, die gesamte Linie aus einer einzigen verlässlichen Messreferenz zu automatisieren.

Stabilität über die Zeit und Amortisation

Das Fehlen berührender Teile schließt Verschleiß aus und hält die Genauigkeit konstant, wodurch Ausschuss, Nachkalibrierungen und Stillstände verringert werden. Bei Produktionen mit hohem Volumen schlagen sich diese Vorteile schnell in einer konkreten Amortisation nieder. Die Möglichkeit, ein Messrad unmittelbar zu ersetzen und dessen Gebersignal nachzubilden, macht die Einführung zudem einfach und risikoarm. Der technische Support von RODER begleitet den Kunden bei der Auswahl und der Integration.

Beispiele aus kontinuierlichen Prozessen

Der Zusammenhang Geschwindigkeit-Länge steht im Zentrum vieler Verarbeitungen: Umwickeln mit Ablängen der Rollen, Ablängen von Blechen und Profilen, Zählen der Meter von Kabel oder Rohr, Synchronisierung von Extrusionslinien. In jedem Fall liefert dasselbe Gerät die Geschwindigkeit für die Echtzeitregelung und die Länge für Stückung und Dokumentation, sichert die Konsistenz zwischen den beiden Größen und vereinfacht die Automatisierung.

Robustheit und Werkstoffe

Dank der automatischen Anpassung der Optik bleibt die Messung von Geschwindigkeit und Länge über eine breite Palette von Werkstoffen zuverlässig: Metall, Papier, Holz, Kunststoff, Textilien und Gummi, auch auf glänzenden, dunklen oder kontrastwechselnden Oberflächen. Mit Schutzart IP 65 und LED-Beleuchtung arbeitet das Gerät im industriellen Umfeld im Dauerbetrieb mit minimalem Instandhaltungsaufwand und hält die Genauigkeit über die Zeit konstant.

Auswahl und Integration

Die optimale Konfiguration richtet sich nach der Liniengeschwindigkeit, der geforderten Genauigkeit und der Werkstoffart. Der VLM500 deckt die hohen Geschwindigkeiten und die höchste Präzision ab, der VLM60 die niedrigen Geschwindigkeiten und den Ersatz von Messrädern. Beide lassen sich über Geber-, Analog- und Feldbusausgänge einbinden. Der technische Support von RODER hilft, die Anforderungen der Anwendung in die am besten geeignete Lösung zu übersetzen.

Konsistente Messung für die Industrie 4.0

Die gleichzeitige und konsistente Verfügbarkeit von Geschwindigkeit und Länge aus einem einzigen berührungslosen Sensor macht diese Messung besonders geeignet für das Umfeld der digitalen Fabrik: die Daten versorgen zuverlässig die Leitsysteme, die Chargenverfolgung und die Analyse der Linienleistung und bilden eine solide Grundlage für jede weitere Optimierung des Produktionsprozesses.

Häufige Fragen