Das per Prisma erzeugte Lichtband erreicht Auflösungen bis 25 µm.Balluff
Sowohl in der Fertigung als auch beim Verpacken oder im Rahmen der Qualitätskontrolle müssen unterschiedliche Objekte anhand zum Teil minimaler Größen- oder Höhenunterschiede identifiziert und sortiert werden. Optische und damit berührungslose Verfahren bieten hier deutliche Vorteile. Entsprechende Lösungen gestalteten sich bislang aber eher aufwendig. Auf die optische Objekterkennung beim Sortieren oder bei Anwesenheits- und Höhenkontrollen traf das bislang zumindest zu. Handling und Parametrierung unterschiedlicher Sensoren nebst entsprechender Controller erforderte Geduld und spezielle Kenntnisse; ähnliches gilt für PC-gestützte Systeme, die obendrein auch noch einen erheblichen Kostenfaktor darstellen.
Das hat sich nun geändert. Ein hochauflösendes Lichtband – bestehend aus einem Sender mit Rotlichtlaser (Klasse 1) sowie einem Empfänger – übernimmt diese Funktionen und arbeitet dabei autark, also ohne weitere Komponenten wie Controller, PC oder spezielle Software.
Autarke Lösung entlastet Steuerung
Das Licht des Lasers wird über ein Prisma aufgefächert. So entsteht ein homogenes Lichtfeld mit gleicher Intensität über die gesamte Breite von 50 mm. Objekte, die in das Lichtfeld eindringen, verursachen Abschattungen, welche die hochauflösende CCD-Zeile im Empfänger erkennt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise bei einem Draht nicht nur dessen Dicke ermitteln und prüfen, sondern auch seine Position. Der Grund: Ausgewertet wird nicht die Lichtmenge des Laser-Rotlichts, sondern der Ort beziehungsweise die Position innerhalb des Lichtbandes.
Der Sensor eignet sich somit auch für eine hochgenaue Spurverfolgung laufender Materialbahnen, etwa Folien, Papier oder Textilien innerhalb des 50 mm breiten Lichtbands. Das System erreicht dabei auch bei der maximal zulässigen Distanz von 2 m eine Auflösung von besser als 0,1 mm; bei 30 cm Abstand steigt die Auflösung auf über 0,025 mm oder 25 µm. Das reicht, um auch sehr kleine Objekte zuverlässig zu erkennen.
Völlig autark arbeitend liefert das Lichtband ausschließlich Detektionsergebnisse. Das reduziert den ‚Traffic‘ auf den Datenleitungen und entlastet die übergeordnete Steuerung von den zur Objekterkennung und -auswertung notwendigen Berechnungen. Je nach Applikation lässt sich eventuell eine kleinere und damit kostengünstigere Steuerung verwenden. In jedem Fall entfällt der sonst für den Abgleich der unterschiedlichen Geräte einzuplanende Zeitaufwand.
Da nicht die Lichtintensität für die Objekterkennung ausschlaggebend ist, sondern der Ort des auftreffenden Lichts, lässt sich etwa bei einem Draht nicht nur dessen Dicke überwachen, sondern auch dessen Position.Balluff
Klartextanzeige für Inbetriebnahme
Sender und Empfänger sind über das Live-Bild der im Empfänger integrierten Multifunktionsanzeige einfach und schnell auszurichten. Der Anwender kann zwischen unterschiedlichen Erkennungsmodi wählen und die Toleranzlevel den Bedingungen vor Ort anpassen. Per Tastendruck lassen sich bis zu sechs unterschiedliche Objekte einlernen und den drei binärcodierten Digitalausgängen zuordnen. Zusätzlich gibt es zwei Analogausgänge (4 bis 20 mA oder 0 bis 10 V), mit denen sich eine Kanten- oder Mittelpunkterkennung realisieren lassen. Die Ausgänge sind unabhängig voneinander konfigurierbar und zwischen ‘steigend‘ oder ‚fallend‘ umschaltbar, wobei das Display die Messwerte direkt in Millimetern anzeigt. Eine übersichtliche Menüstruktur mit gut verständlichen Klartextanweisungen unterstützt den Anwender bei der Anpassung.
Störende Objekte im Messfeld lassen sich mit wenigen Eingaben am Display oder per Teach-in bei der Inbetriebnahme ausblenden.Balluff
Für die Konfiguration muss er also keine kryptischen Abkürzungen lernen oder umständlich in Listen nachschlagen. Außerdem kann man das Display entsprechend der Einbausituation um 180° drehen. Störende Objekte im Messfeld lassen sich bei Bedarf ausblenden (Blanking). Dazu genügen wenige Eingaben am Display. Das Lichtband ignoriert dann Einbauten oder Objekthalterungen und registriert den zu prüfenden Draht, nicht aber seine Halterung oder ein anderes Maschinenteil, das aufgrund der Einbausituation ins Messfeld ragt. Den vom Sensor auszublendenden Bereich definiert der Anwender in 0,1-mm-Schritten oder kann automatisch bei der Inbetriebnahme eingelernt werden. In Vorbereitung ist auch eine Variante mit IO-Link-Schnittstelle.
Sensor und Empfänger bauen mit Abmessungen von 100 mal 113 mal 26 mm kompakt und wiegen 375 beziehungsweise 300 g. Sie sind jeweils in einem robusten Metallgehäuse untergebracht; eine widerstandsfähige und reflexionsfreie Glasscheibe schützt Sender- und Empfängeroptik. Das Lichtband erfüllt Schutzart IP 65.
Stefan Hornung
(sk)
