ULTRASCHALL IN DER MOBILEN AUTOMATION

18. August 2017

BEWÄHRTES DETEKTIONSPRINZIP AUS DER NATUR FÜR NUTZFAHRZEUGE UND LANDMASCHINEN

Fledermäuse und Delphine machen es vor: Sie orientieren sich per Ultraschall – schnell und zuverlässig. In der Industrie ist diese vielseitige Technologie seit vielen Jahren etabliert: Sie dient zur Objektdetektion, Positionsbestimmung und Abstandmessung. Und auch in der Mobilen Automation bewähren sich Ultraschallsensoren in einer Vielzahl von Aufgabenstellungen.

 

Im Gegensatz zu Sensoren mit anderen physikalischen Wirkprinzipien sind Ultraschallsensoren in der Lage, Objekte unabhängig von Farbe, Oberfläche und Umgebungseinflüssen zu erfassen. Für den Einsatz an Nutzfahrzeugen oder mobilen Landmaschinen ist das ein entscheidender Vorteil. So ist die Farbe eines Wertstoffbehälters, der automatisch von einem Sammelfahrzeug aufgenommen und geleert werden soll, für die Detektion ebenso unerheblich wie die unruhige Oberfläche eines Kornfelds oder das Blattwerk eines Obstbaums. Auch Sonne und Regen beeinträchtigen die Zuverlässigkeit von Ultraschallsensoren kaum: Ihre Gehäuse mit hohen Schutzarten trotzen Staub, Nebel und Regen. Den Einfluss unterschiedlicher Temperaturen an heißen oder kalten Tagen gleicht die integrierte Temperaturkompensation automatisch aus.

 

Erfüllen besonderer Anforderungen und Normen

Das SICK-Portfolio an Ultraschallsensoren mit unterschiedlichen Gehäusevarianten, Reichweiten und Schnittstellen bietet Lösungen für die vielfältigsten Aufgabenstellungen in der Mobilen Automation. Hierzu zählen insbesondere Land- und Forstmaschinen, Bau- und Bergbaufahrzeuge sowie Sonder- und Kommunalfahrzeuge. SICK legt alle für die Mobile Automation relevanten Sensoren so aus, dass sie den hohen Anforderungen hinsichtlich Dichtigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Temperatureinwirkungen sowie Schock- und Schwingfestigkeit in ihren typischerweise rauen Einsatzumgebungen standhalten.

 

 Mehrwert für Wertstoffsammelfahrzeuge

Der Einsatz von Ultraschallsensoren ermöglicht eine deutliche Effizienzsteigerung bei der Wertstoffsammlung. So wird beispielsweise der kompakte UM18-2 im zylindrischen Metallgehäuse eingesetzt, um die automatischen Behältergreifarme des Sammelfahrzeugs millimetergenau an den Aufnahmepunkten der Wertstoffbehälter zu positionieren. Über den IO-Link- oder Analogausgang des Sensors ist es zudem möglich, die Geschwindigkeit des Greifarms während der Annäherung zu steuern. Ein UM12, der noch weniger Platz benötigt, überprüft vor dem Abkippen der Wertstoffe die korrekte Position des Behälters und gewährleistet so einen reibungslosen Entleerungsprozess. Je nach Fahrzeug werden Ultraschallsensoren dieser Produktfamilien auch dazu eingesetzt, die Belegung einer Aufnahme- und Kippmechanik zu melden und während der Entleerung den darunter zeitweilig freien Bereich zu überwachen.

 

U3

 

Bei Fahrten zur Entleerung von Unterflurcontainern ist es zum Zweck der Tourenoptimierung hilfreich, wenn der Fahrer informiert ist, welche Container ausreichend gefüllt sind und angefahren werden sollen. Der im Unterflurcontainer montierte, gegen Verschmutzungen unempfindliche UC30 erkennt den kritischen Befüllungsgrad des Containers und löst daraufhin eine Entleerungsanfrage aus bzw. liefert die relevanten Informationen für eine optimale Tourenplanung.

Mit jedem geleerten Wertstoffbehälter steigt der Füllstand im Fahrzeugcontainer. Ein darin montierter Ultraschallsensor UC30 im kompakten, kubischen Gehäuse misst kontinuierlich die zunehmende Füllhöhe und erkennt das Erreichen des kritischen Befüllungszustands. Der Fahrer erhält daraufhin die Information, dass eine Leerung in der Deponie zeitnah erforderlich ist.

 

Mehr Effizienz in der Landwirtschaft

Zahlreiche Anwendungsfelder bieten sich Ultraschallsensoren auch an mobilen landwirtschaftlichen Maschinen wie Feld- und Erntefahrzeugen. So eignet sich beispielsweise der UC30 aufgrund seiner großen Reichweite und kompakten Einbaumaße zur Füllstandkontrolle in den Sammelbehältern auf Erntefahrzeugen. Eine andere Aufgabenstellung löst der UC30 an Sprühgeräten im Obstbau.

 

 

U1

 

Hier erfasst der Sensor unterschiedliche Baumabstände in einem Hain. Der Sensor stoppt den Spritzvorgang, sobald das Fahrzeug an einer Baumlücke vorbeifährt oder das Ende einer Baumreihe erreicht. Die automatische Erkennung der Bäume zur Steuerung der Spritze entlastet den Fahrer – und die Ausbringung von Dünge- oder Pflanzenschutzmitteln wird auf effiziente Weise minimiert. Geringstmöglicher Spritzmittelverbrauch ist auch ein wesentliches Ziel beim Einsatz von Ultraschallsensoren zur vollautomatischen Führung von Feldspritzgestängen, die beim Anbau von Getreide und Feldfrüchten eingesetzt werden.

 

 

U2

 

Je nach Bauart des Gestänges sind daran bis zu vier UM30 montiert. Die Ultraschallsensoren überwachen die Arbeitshöhe der beiden seitlichen Spritzausleger und passen sie bei Bedarf der Wuchshöhe unterschiedlich entwickelter Bestände an. Auf diese Weise sorgen sie für einen möglichst sparsamen Einsatz von Dünge- oder Pflanzenschutzmitteln. Dabei verhindern die Sensoren zugleich, dass das Gestänge die Feldfrüchte beschädigt und mit größeren Bodenunebenheiten oder sonstigen möglichen Hindernissen auf dem Feld kollidiert.

Durch die Integration von Ultraschallsensoren in Sonder- und Kommunalfahrzeuge, in Bau- und Bergbaufahrzeuge sowie in mobile Land- und Forstmaschinen entstehen intelligente und alltagstaugliche Automatisierungslösungen. Sie verbessern die Produktivität und senken zugleich Betriebs- und Materialkosten. Und sollte die Ultraschalltechnologie einmal nicht optimal zur Aufgabenstellung passen, bietet das umfangreiche Sensoren- Portfolio von SICK ein breites Spektrum effizienter Lösungsalternativen für die Mobile Automation an.

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