Sensoren mit Lichtband

Sensoren mit Lichtband
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05.01.2015 | Das Erkennen variabler Objekte, sprich von Gegenständen mit wechselnden Formen und Maßen, ist die Championsleague der Detektionsaufgaben. Die neuen Leuze electronic Reflexions-Lichtschranken mit Lichtband erkennen alles sicher und zuverlässig. Eine Fresnel-Linse mit hoher Abbildungsqualität erzeugt ein sehr homogenes und breites Lichtband, das gegenüber der punktuellen Detektion in vielen Anwendungen Vorteile bringt, vor allem in der Verpackungstechnik und Intralogistik.

Wenn Objekte schräge oder gebogene Formen oder durchbrochene Flächen haben, unregelmäßige Kanten aufweisen oder in der Höhe variabel sind, wird eine optische Detektion mit punktförmigen Lichtstrahlen zur Herausforderung. Solche Fälle sind in der Praxis vielfältig und finden sich in nahezu alle Branchen. Während sich unterschiedliche Objekthöhen oder Behälterformate, solange diese bekannt sind, noch vergleichsweise einfach abbilden lassen, wird es mit heterogenen Objekten schon schwieriger.


Typische Beispiele aus der Praxis sind etwa beschädigte Paletten, wo auch schon mal Bretter fehlen, oder gestapelte Produkte mit vor- bzw. überstehenden Elementen. Bis hin zu all den nicht kubischen Objekten, die auf Fördersystemen der Intralogistik transportiert oder in der Verpackungstechnik gehandhabt werden, ob Maschinenbauteil oder umschrumpfte Palette mit variabler Außenform, gestalten sich Anwesenheitskontrollen und Positionieraufgaben mit herkömmlicher Sensorik schwierig und aufwändig.


Das gilt auch für Objekte mit unterbrochenen Flächen, vor allem wenn es sich um unterschiedlich große und ungleich verteilte öffnungen handelt. Lichttaster bzw. Lichtschranken, die ansonsten das Mittel der Wahl darstellen, müssen dann aufwändig angeordnet und oft kombiniert eingesetzt werden, um die Vorderkanten der zu detektierenden Objekte zu erkennen. Mit dem neuartigen Lichtband der Sensoren RK 46C VarOS hat das nun ein Ende.


Der wesentliche Vorteil dieser Sensoren ist, dass sie im Vergleich zu alternativen, herkömmlichen Sensorkonzepten mit kombinierten Sender- und Empfängermodulen den Material- und Installationsaufwand erheblich reduzieren. Anstelle von Kombinationen mehrerer einzelner Lichtschranken, kleiner Lichtgitter oder aufwändiger Mehrfachschaltungen genügt nun ein einziger Lichtbandsensor. Damit zeigt Leuze electronic ganz konkret, wie sich Smarter Application Know-How vorteilhaft für Anwender in Technik und Praxis umsetzen lässt.

 


Im Prinzip eine Reflexions-Lichtschranke


Das Besondere an VarOS ist eine speziell entwickelte Fresnel-Linse, die anstelle von diskreten Lichtstrahlen ein sehr homogenes Lichtband (Rotlicht) mit einer beachtlichen Breite von 45 bis 60 mm erzeugt. Damit ist die zuverlässige Detektion von Objekten variabel über die gesamte Lichtbandbreite mit nur einem Sensor möglich. Der Sensor reagiert, je nach eingeteachter Empfindlichkeit (Auflösung), auf alle Objekte die innerhalb des Lichtbandes auftauchen. Dabei ist es egal, an welcher Stelle das Lichtband durchbrochen wird.


Die Lichtbandsensoren wirken auf den ersten Blick vertraut wie die bekannten Reflexions-Lichtschranken der Baureihe 46 der „sensor people“ aus Owen/Teck. Das liegt im Wesentlichen an der gleichen kompakten Gehäusebauform der gesamten Baureihe – aber auch daran, dass keine speziellen Reflektoren benötigt werden, sondern die Standardreflektoren 40 x 60 mm oder 100 x 100 mm verwendet werden können. Nicht zuletzt hat die Verwendung von Gleichteilen beim Gehäuse wie auch im Bereich der Elektronik deutliche fertigungstechnische und demzufolge auch wirtschaftliche Vorteile.


Die Kompatibilität innerhalb der gesamten Baureihe bedeutet natürlich auch, dass die bewährten Befestigungselemente passen, sodass sich die VarOS quasi nahtlos in vorhandene Anlagendesigns integrieren lassen – dies alles zeigt, was Leuze electronic unter „Smarter Product Usability“ versteht.


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Teachme-Funktion für zwei Empfindlichkeiten


Dem Anwender stehen bei VarOS gleich zwei einfach teachbare, voreingestellte Empfindlichkeitsstufen zur Verfügung (eine Standardeinstellung sowie eine für erhöhte Empfindlichkeit). So lassen sich Sensoren zeitsparend und optimal an Objektgrößen und Beschaffenheit anpassen. Die erste Empfindlichkeitsstufe „Standardeinstellung“ eignet sich für Objekte mit einer Größe ab 12 mm. Sie bietet eine maximale Reichweite mit größtmöglicher Funktionsreserve bei Verschmutzungen oder Vibrationen.


Typische Einsatzbereiche sind beispielsweise Paletten-Applikationen. In der zweiten Empfindlichkeitsstufe werden Objekte ab 8 mm sicher erfasst. Diese Einstellung ist auch ideal z. B. für durchbrochene Objekte oder depolarisierende Medien, etwa Folien, und sie bringt auch unter rauen Bedingungen maximale Funktionsreserven. Außerdem bietet der Sensor per Teach eine Hell-/Dunkelumschaltung zur Anpassung der Signalfolge an die Steuerung.

 


Empfindlichkeiten anpassen und nachregeln


Zusätzlich zu den beiden vorwählbaren Empfindlichkeitslevels schafft ein so genannter „easytune“ Feinabgleich weitere Möglichkeiten, die Empfindlichkeit der Sensoren an Applikationen hinsichtlich Objektgrößen und Transmissionseigenschaften individuell anzupassen. über den easytune Feinabgleich lassen sich die VarOS so einstellen, dass sie zur Detektion transparenter Objekte genutzt werden können.


Ein weiteres wesentliches Merkmal der neuen VarOS, das zur größtmöglichen Prozesssicherheit und Anlagenverfügbarkeit beiträgt, ist die Empfindlichkeitsnachregelung ALC (Auto Level Control). Mit dieser Trackingfunktion korrigieren die Sensoren im Betrieb selbständig ihre Schaltschwelle. Dank ALC bleibt bei Verschmutzung oder sich ändernden Umgebungsbedingungen die maximale Funktionsreserve konstant verfügbar, so dass die Sensoren dauerhaft absolut zuverlässig und fehlerfrei arbeiten.


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brightvision ist Smarter Product Usability in seiner besten Form


Charakteristisch für viele Leuze electronic Produkte ist die „brightvision" Technologie. Sie vereinfacht die Inbetriebnahme und Handhabung der Sensoren erheblich und ist ein weiterer Beweis dafür, das Leuze electronic sein Credo „Smarter Product Usability“ konsequent verfolgt. Im Vordergrund steht die einfache Ausrichtung mit Hilfe des sehr hellen, gut sichtbaren Rotlichts. Im Falle der VarOS gehört dazu auch die spezielle Ausprägung des Lichtbandes. Eine kleine Lücke in der Mitte (Mid-Gap) ermöglicht die zielgenaue Ausrichtung, so dass die maximale Versatztoleranz, sprich Ausnutzung des Lichtbands nach oben und unten gegeben ist. Außerdem verhindert die Mid-Gap Technologie durch die Energiereduzierung in der Lichtbandmitte eine übersteuerung in genau dieser lichtstarken Zone. Das erhöht die Lichtbandqualität und damit auch die Zuverlässigkeit im Betrieb. Zudem sorgen helle, rundum und weithin sichtbare Anzeigedioden für eine besonders komfortable Einrichtung und Inbetriebnahme.


Von besonderem Vorteil ist auch die aktive Fremd- und Falschlichtunterdrückung A2LS (Active Ambient Light Suppression). Die Sensoren erkennen Störlicht und differenzieren zwischen dem eigenen Sensorsignal und der Störquelle. Wird ein Störsignal nahe am Frequenz- oder Phasenbereich des Sensorsignals erkannt, ändert sich automatisch die Phasenlage und Frequenz des eigenen Signals mit extrem kurzen Reaktionszeiten. So ist die Störanfälligkeit gegen gepulste Lichtquellen, z. B aus Energiesparlampen, weitgehend auszuschließen. Die aktive Fremdlichtunterdrückung ermöglicht auch die Verwendung von mehreren, kaskadierten VarOS Lichtbandsensoren, um beispielsweise noch längere, ununterbrochene Lichtbänder zu realisieren.

 


Fazit: einer für alles


Egal ob bei ungleichmäßigen, nicht kubischen, unregelmäßigen oder variabel wechselnden Objektformen – die VarOS erkennen alles und sind deshalb die richtige Wahl, wenn flexibel detektiert werden muss. Neben Anwesenheitskontrollen lassen sich sogar Positionieraufgaben mit hoher Genauigkeit lösen. Selbst für Muting-Applikationen sind die Lichtbandsensoren hervorragend geeignet. Sie sorgen gerade hier bei unregelmäßigen Objekten sowie bei umschrumpften oder unterbrochenen Gebinden für erheblich mehr Sicherheit.


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