Vielseitige Sensoren für unterschiedliche Anforderungen in der Automatisierung

31. Januar 2019, 10:00 Uhr
Die Designer von Automatisierungssystemen sind ständig auf der Suche nach Sensorlösungen. Die große Vielfalt an Sensoren auf dem Markt lässt erahnen, wie riesig die Bandbreite der zu erkennenden Objekte, Materialien, Eigenschaften, usw. ist. Hinzu kommt, dass es unterschiedliche Feldbussysteme und damit auch unterschiedliche Schnittstellen gibt. Nicht zuletzt spielt die Auswahl der Schutzklasse eine Rolle bei der Wahl des passenden Sensors für die konkrete Applikation.

Viele Situationen erfordern lediglich die Erkennung eines Objekts, beispielsweise auf einem Förderband, einem Tisch oder einem Transportwagen. Allerdings ist es eventuell nicht möglich, einen Reflektor in Verbindung mit einer Reflexionslichtschranke oder der Empfängerseite einer Einweglichtschranke zu verwenden. Wenn das zu erkennende Objekt vor einem störenden Hintergrund liegt, könnte ein Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung die Lösung sein.

Solche Sensoren verwenden das Triangulationsprinzip zum Messen der Lichtintensität, die vom gewünschten Zielobjekt reflektiert wird, sowie der Entfernung, in der es sich befindet. Die Mindestgrösse des Objekts ergibt sich also aus den Abmessungen des verwendeten Lichtstrahls. Der Abstand zum Objekt wird durch Einstellschrauben konfiguriert, obschon es auch einige fortgeschrittene Lösungen gibt, die eine „Teach-in“-Methode verwenden.


Abbildung 1: In Situationen, in denen eine Einweglichtschranke ungeeignet ist (L), könnte ein Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung (R) die passende Alternative darstellen.

Diese sichtbare Lichtquelle verfügt über einen Rotlichtstrahler und ist einfach einzustellen, sogar in Verbindung mit kleinen Objekten. Lasersensoren können Objekte von einer Grösse von nur 0,1 mm erkennen, während Diodensensoren im besten Fall einen Lichtpunkt mit einem Durchmesser von 2 mm fokussieren können. Sie sind so konstruiert, dass das erkannte Objekt sowohl vom Material als auch von der Farbe her variieren kann, ohne die Detektionsfähigkeit zu beeinträchtigen. Zudem lösen bewegliche Objekte im Hintergrund keine unerwünschte Erkennung aus.

Ein gutes Beispiel für eine robuste IP67-Lösung ist die FHDK 14P5104-Serie photoelektrischer Sensoren von Baumer. Die 14,8 mm x 43 mm großen Sensoren sind mit einer drahtgebundenen Schnittstelle erhältlich (M8 oder M12 4-Pin) und verfügen über eine Erfassungsreichweite Tw von 30 bis 500 mm. Sie sind außerdem elektrisch robust mit Kurzschluss- und Verpolungsschutz. Der PNP-Ausgang unterstützt 100 mA Ausgangsstrom. Die vordere Optik ist aus PMMA und die integrierte Elektronik verwendet eine blinkende gelbe LED, um sowohl Probleme mit der Ausrichtung oder einer verschmutzten Linse anzuzeigen.


Abbildung 2: Die FHDK 14P5104 von Baumer verwendet in ihrem Reflexions-Lichttaster eine gepulste rote LED-Lichtquelle
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