Gabellichtschranken - die
Klassiker unter den Optosensoren

Gabellichtschranken - die Klassiker unter den Optosensoren
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Höchste Präzision: Laser Gabellichtschranken erkennen auch dünne Nadeln schnell und sicher – auch bei schneller Bewegung in modernen Montageanlagen
29.05.2013 | Gabellichtschranken sind Klassiker, wenn es um Erfassung von Objekten geht. Nach dem bewährten Prinzip einer Einweglichtschranke erkennen sie Kleinteile absolut präzise und schrecken auch vor schnellen Bewegungsabläufen nicht zurück. Zahlreiche Baugrößen und unterschiedliche Lichtarten machen sie zu wahren Multitalenten.

Die SIM Automation GmbH mit Sitz in Heiligenstadt ist seit über 50 Jahren Produzent von Sondermaschinen und fokussiert auf die Entwicklung und Fertigung von individuellen, kundenspezifischen Komplettlösungen. Diese umfasst Prozessentwicklung, Projektierung und Bau von schlüsselfertigen Montageanlagen, Handling-, Prüf- und Inspektionssystemen sowie kompletten Produktionslinien, inklusive eigener Zuführtechnik. Das zuverlässige Montieren und Zusammensetzen selbst von winzigen Komponenten mit hoher Geschwindigkeit ist eine Herausforderung, die nur von sehr wenigen Anlagenbauern sicher beherrscht wird. Hier kann SIM seine Stärken ausspielen.


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Laser Gabellichtschranken erkennen zuverlässig Kleinstteile in komplexen Montageanlagen und sorgen für einen reibungslosen Produktionsablauf

Vorteile bereits in der Konstruktion

 

Seit mehr als 25 Jahren setzen die Konstrukteure der SIM Automation auf die Produkte des Sensorspezialisten Balluff aus Neuhausen auf den Fildern. Aus dem umfangreichen Opto-Programm hat sich die Baureihe der Gabellichtschranken - meist kurz als "Gabeln" bezeichnet – als Standard herausgebildet und bewährt.


Die Vorteile dieser Sensoren kommen bereits in der Anlagen-Konstruktion zum Tragen: Bei optischen Sensoren lässt sich eine Abweichung zwischen mechanischer Achse des Gehäuses und optischen Achse prinzipbedingt nicht vermeiden.  Bei Gabellichtschranken jedoch entspricht die mechanische Achse zwischen Sender und Empfänger immer auch der optischen Achse. Dieser Lichtweg kann wie eine Linie direkt in die Anwendung hinein konstruiert werden. Die hohe optische Auflösung bis 50 µm und eine Wiederholgenauigkeit bis 10 µm erweisen sich schon während der Konstruktionsphase als verlässliche Eigenschaften und ermöglichen es, die Baureihe optimal in die Maschine einzubinden.
 


Lichtarten für jede Anforderung


Frühzeitig setzte der Anwender dabei Gabellichtschranken mit einer PinPoint LED als Standard ein. Diese haben im Vergleich zu normalen Rotlicht-LED einen sehr kleinen, präzisen Lichtfleck, der auch bei großen Gabelweiten noch gut sichtbar ist. Dadurch wird das Ausrichten zum Objekt erheblich erleichtert. Als einer der ersten Anwender schwenkte vor gut 6 Jahren SIM auf diese Variante für den Serieneinsatz um und hat seitdem nur positive Erfahrungen mit diesem Sensor gemacht.


Darüber hinaus kann SIM auf  Sensoren mit Infrarotlicht, vor allem für den Einsatz in verschmutzten Bereichen, zurückgreifen. Ihr Licht ist stark genug, um angelagerte Schmutzschichten auf den Flächen von Sender und Empfänger zu durchdringen. So leistet dieses Gerät einen wesentlichen Beitrag für die Produktivität und Zuverlässigkeit der Anlage auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen. Besteht die Anforderung zur Abfrage nach sehr kleinen oder hochpräzisen Teilen, kommt die Laser Variante zum Zuge. Gegenüber den Standardvarianten mit Rotlicht oder PinPoint bieten sie eine deutlich stärkere Performance bei Schnelligkeit, Genauigkeit und der Erkennung von Kleinstteilen.


Alle Varianten einer Baugröße haben dabei die gleichen Außenabmessungen – ganz gleich ob Rotlicht, PinPoint, Infrarot oder die Laserausführung. Ein Austausch bzw. Optimierung während der Inbetriebnahme bezüglich der Lichtart oder Performance ist daher problemlos möglich.


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Auf engem Raum: Klein und dennoch mechanisch robust sind Gabellichtschranken in Automatikzellen und anderen Handlingsystemen nicht mehr wegzudenken.

Mechanisch robust und leicht montiert

 

Bei Aufbau und Montage der Maschinen spielen die Gabeln vor allem durch das einfache Ausrichten zum Objekt und das robuste Metallgehäuse ihre Vorzüge aus. Laut den Erfahrungen von SIM ist es gerade die mechanische Robustheit, die die Gabeln beim Endanwender so beliebt gemacht hat. Sollte doch einmal ein Austausch notwendig sein, dann gilt: Stecker ab - Gabel abschrauben - neue Gabel anschrauben - Stecker anschließen und schon funktioniert die Anwendung wieder. Kein neues Ausrichten, keine Einstellerei, kein Zeitverlust. Das wird von den Kunden, die Zuführsysteme und Montageanlagen von SIM im Einsatz haben, sehr geschätzt, egal ob diese aus der Automobilzulieferindustrie, der Medizintechnik oder der Elektronikindustrie kommen.
 


Der Sensor für viele Anwendungen


Das Einsatzgebiet der Gabellichtschranken ist weit gefächert. In der Zuführtechnik kommen sie zum Einsatz, wenn es darum geht, Einzelteile während des Sortier- und Ausrichtvorganges zuverlässig zu detektieren. Einerseits ist sicherzustellen, dass immer genügend Teile für den weiteren Montageprozess zur Verfügung stehen, ebenso wenig darf es aber zu Stockungen oder gar einem Stau kommen. Die hohe Fördergeschwindigkeit und die geringe Größe der Einzelteile stellen hohe Anforderungen an die Performance der verwendeten Sensoren. Mit einer Schaltfrequenz von bis zu 5kHz sind die Gabellicht-schranken dieser Herausforderung ausgezeichnet gewachsen.


Knifflige Montagevorgänge stellen wiederum andere Anforderungen an die verwendete Sensorik. Komplexe Baugruppen bestehen aus einer Vielzahl von Einzelteilen – und Balluff Gabellichtschranken überprüfen, dass alles an seinen Platz ist und kein Bauteil vergessen wird - ganz gleich, ob es sich um einen O-Ring in einer Kanüle oder Federn und Stifte in einem elektrischen Modul handelt. Viele Sensoren auf engem Raum, das erfordert auch, dass jeder Sensor nur so viel Platz einnimmt, wie eben nötig. Bei den Gehäuse-abmessungen verzichtet Balluff auf jeden unnötigen Millimeter – so beträgt der Abstand zwischen Lichtaustritt und Schenkelende nur 4(!) mm.


Eine Spezialität des Unternehmens sind Automatikzellen mit kompakten Zuführ- und Handlingmodulen. Mehrere automatische Zuführeinheiten sind auf engstem Raum kombiniert, und gerade hier sitzen die Sensoren und andere Komponenten dicht an dicht. Da bleibt kaum Platz, um Sensoren zu installieren und vor allem zu justieren. Bei Gabellichtschranken sind Sender und Empfänger in einem U-förmigen Gehäuse montiert und damit schon „ab Werk“ optimal aufeinander ausgerichtet. Das macht eine zeitraubende und komplizierte Justage in der Anlage vor Ort überflüssig. Zusätzlich hat der Anwender die Gewissheit, dass bei jeder eingesetzten Gabellichtschranke die Lichtstrahlgeometrie den Vorgaben entspricht und damit auch die geforderten, oft sehr engen Toleranzen bei der Objektzuführung und -positionierung in jeder Anwendung zuverlässig erreicht werden.


Die von der SIM Automation GmbH gelieferten Anlagen zeichnen sich durch ein extrem hohes Maß an Zuverlässigkeit aus, denn die Fehlertoleranz der Endabnehmer, vor allem im medizinisch-technischen Bereich, ist gleich Null. Balluff Gabellichtschranken leisten hier dank Ihrer Präzision und Robustheit einen wesentlichen Beitrag zu diesem Ziel. Der Konstrukteur kann dabei die ideale Baugröße aus einem Spektrum von neun verschiedenen Gehäuseabmessungen mit Gabelweiten von 5-220mm auswählen. Genormte Befestigungsbohrungen ermöglichen standardisierte, kosteneffektive Montagekonzepte. Darüber hinaus kann für die Gabellichtschranken das Balluff-Montage-System BMS eingesetzt werden. Damit lässt sich der Sensor in jede gewünschte Richtung drehen und schwenken – und in der optimalen Position stabil fixieren.
 


Umfangreiches Opto-Portfolio


Neben den Gabellichtschranken verwendet die Firma SIM Automation GmbH noch weitere optoelektronische Sensoren aus dem umfangreichen Balluff Opto-Portfolio in ihren Montageanlagen. Hier hat sich vor allem die Baureihe BOS Q08 als „flexible Gabellichtschranke“ bewährt. Der Abstand von Sender und Empfänger kann individuell an die mechanischen Gegebenheiten angepasst werden. Auch in diesem Sensor kommen, neben der Variante Laser, hauptsächlich die PinPoint LEDs zum Einsatz. Selbst schwierige Einbausituationen lassen sich so bewältigen und ermöglichen eine Objekterkennung an der geforderten Position in der Anlage.


Performance und Zuverlässigkeit spielen für den Kunden die entscheidende Rolle bei der Produktauswahl. Eine stets kompetente Beratung, das ausgewogene Preis-/Leistungsverhältnis und die schnelle, zuverlässige Lieferung sind weitere gute Gründe, auf Produkte und Leistungen des schwäbischen Sensorspezialisten zu vertrauen.


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