- LiDAR 시스템은 컨베이어 벨트 하중을 실시간으로 3D로 측정

유입되는 공급량은 컨베이어 벨트에서 중요한 역할을 한다. 벨트에 있는 벌크
자재이든 분배되는 패킷이든 적재량은 핵심 정보이다. Pepperl+Fuchs의 Volume3D
체적 감지 시스템을 사용하면 이 값이 실시간으로 정확하게 결정된다. 재료 흐름의
중요한 매개변수는 LiDAR 센서 기술, 로터리 엔코더 기술 및 지능형 평가의 조합을
사용하여 계산된다. 모듈식 시스템은 최적으로 조정된 개별 솔루션을 가능케 한다.

고정밀 레이저 측정

컨베이어 벨트 부피의 처음 두 차원에 대한 측정 데이터는 수년 동안 산업용으로 입증된 LiDAR 센서에서 가져온 것이다. Volume3D 시스템을 통해 사용자는 서로 다른 속성을 가진 두 가지 센서 유형 중에서 선택할 수 있다.

R2000 LiDAR 센서는 최대 ±3%의 정확도를 가능하게 하는 0.042°의 높은 각도 해상도가 특징이다. R2300 LiDAR 센서는 최대 100Hz의 매우 높은 스캔 속도를 제공하여 빠르게 움직이는 물체를 감지할 수 있다.

애플리케이션의 요구 사항에 따라 측정 지점에서 최대 3개의 LiDAR 센서를 사용할 수 있다. 유형과 수에 관계없이 이 장치는 런타임 방법과 회전 레이저 빔을 사용하여 컨베이어 벨트 하중의 윤곽을 측정한다.
이 센서는 고주파에서 가상 라이트 그리드를 생성하므로 측정을 위해 추가 센서나 라이트 배리어가 필요치 않다. 지나가는 물체의 시작과 끝이 자동으로 감지되고, 데이터가 실시간으로 전송된다.

하나의 LiDAR 센서로 충분한지, 아니면 여러 개가 필요한지 여부는 감지하는 물체에 따라 다르다. 더 크고 복잡한 구조의 경우 불규칙하게 적재된 팔레와 같이 그림자 효과가 발생할 수 있다. 윤곽은 단일 관점에서 완전히 감지할 수 없으므로 여러 센서가 필요하다. 최대 3개의 LiDAR 센서를 Volume3D 시스템의 평가 장치에 연결하여 그림자 없이 윤곽을 감지할 수 있다. 추가 센서는 감지 범위를 확장하는 동시에 측정을 더욱 정밀하게 만든다.

 
3D 속도

윤곽 측정의 2차원에서 3차원 이미지를 생성하기 위해 Volume3D 시스템은 벨트 속도 값을 추가한다. 표준 설정에서 이는 LiDAR 센서와 함께 멀티스캔 평가 장치(MSEU)에 연결된 ENI58IL 인크리멘탈 로터리 엔코더로 측정된다. 광범위한 Pepperl+Fuchs 제품 포트폴리오의 다른 장치도 선택하여 시스템에 맞게 시스템을 최적으로 조정할 수 있다. 그러나 속도 측정은 PLC 신호로 제공되거나, 로터리 엔코더 없이 정적 값으로 사전 설정될 수 있다.

2+1-D 데이터는 MSEU에 의해 병합되며, 지능형 알고리즘이 잘못된 측정 지점을 필터링한다. 또 사전 설치된 소프트웨어는 항목별 데이터 세트를 생성한다. 사용자는 이 데이터를 사용하여(부피, 체적 유량, 컨베이어 벨트 활용도, 3D 하중 치수 및 기타 매개변수에 대한 정보를 포함하여) 관련된 정보를 선택할 수 있다. 실시간 상태의 통합 결과와 이전에 완료된 측정 결과를 모두 사용할 수 있다.

공정 최적화를 위한 세부 정보

Volume3D 시스템 사용자는 벨트 하중 데이터를 사용하여 컨베이어 벨트의 기능과 후속 스테이션의 공정을 최적화하기 위해 수많은 다른 세부 정보를 불러올 수 있다. 한 가지 예는 패킷이 측면으로 떨어지는 것을 방지하는 높이 제어다. 이 기능은 16개의 구역으로 나눌 수 있다. 정확한 부피 계산을 포함하여 개별 물체를 개별적으로 감지할 수 있다. 이를 통해 자재 흐름을 세심하게 모니터링하고, 컨베이어 벨트 작동에 대한 고급 분석을 수행할 수 있다. 이 데이터는 재고 관리, 공정 제어 및 품질 관리에 직접 통합될 수 있다.
상세한 모니터링은 터널 및 샤프트로의 전환과 같은 병목 현상에서 재료의 흐름이 차단되는 것을 방지한다. ‘최대 높이’ 측정값을 사용하면 허용 높이 값이 준수되는지 쉽게 확인할 수 있다. R2000 LiDAR 센서의 통합 오염 감지 기능을 통해 먼지가 많은 환경에서 장기간 시스템을 안정적으로 사용할 수 있다. 또한 요구 기반 예측 유지 보수를 위한 기준을 설정한다.

유연한 인텔리전스

이 시스템은 측정 프로세스를 지능적으로 제어할 수 있는 스마트 트리거링 기능을 제공한다. 자동 측정 트리거를 사용하면 감지된 물체 윤곽을 기반으로 독립적으로 측정하기 시작 및 중지할 수 있다. 이를 위해 추가 외부 신호가 필요하지 않다. 물체 높이 또는 벨트 하중의 단면적을 임계값으로 선택할 수 있고, 원하는 경우 측정을 수동으로 제어할 수 있다. 또한 디지털 시작 및 정지 신호를 사용자 인터페이스
(또는 컨트롤러)를 통해 입력할 수 있다.

Volume3D 시스템의 설치는 매우 간단하며, 기계 조립부터 시작하여 상당한 유연성을 제공한다. 사전 배선되어 있으며, 센서와 평가 장치뿐 아니라 로터리 엔코더용 장착 액세서리 및 필요한 모든 케이블이 포함되었다. 이 평가 장치에는 표준화된 M12 연결부가 장착되어 있으며, 견고한 단자함에 들어 있다. 또 시운전은 플러그 앤 플레이를 통해 수행된다. 시스템을 다양한 설계와 치수의 컨베이어 시스템에 쉽게 적용할 수 있으며, LiDAR 센서를 최적으로 정렬할 수 있다. 통합 캘리브레이션 마법사는 소프트웨어에서 센서 위치를 정밀하게 결정할 수 있도록 지원하며, 높은 측정 정확도를 보장한다.

적용 사례

•벌크 재료 : 부피 측정은 재료 흐름의 완전한 이미지(디지털 트윈)를 생성하는데 사용된다. 재고 관리, 생산계획 및 품질 관리에 사용할 수 있으며, 용기의 과충진 및 미량 충진을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. ‘최대 높이’ 값은 시스템 부품을 손상으로부터 보호하는데 사용된다. 컨베이어 벨트의 하중 분포를 모니터링하면 16개의 높이 구역을 구분할 수 있다.

•내부 물류 : 컨베이어 벨트의 외부 영역에서 차별화된 높이 제어는 패킷이 측면으로 떨어지는 것을 방지하고, 단일 물체를 정밀하게 측정하여 컨베이어 벨트 작동에 대한 심층적인 분석을 가능케 한다. 또 최대 높이 값은 중요한 지점에서 컨베이어 걸림을 방지하고, 정확한 부피 정보는 트럭 및 철도 차량의 적재를 최적화하는데 사용할 수 있다.