Lichttaster

Verbaute Lichttaster im Werkzeug einer manuell bedienbaren Stanze zur Fertigung eines Stahlblechteils für ein Pkw-Navigationssystem. (Bild: IPF Electronic)

Wegen ihrer Nehmerqualitäten sind Induktive Näherungsschalter insbesondere für raue Einsatzbedingungen und Umgebungen mit hoher Schmutzbelastung geeignet. Sie erkennen auf kurze Distanzen alle leitfähigen Metalle, während andere Materialien ihr Schaltverhalten nicht beeinflusst. Mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Länge von 16 mm ist der zylinderförmige induktive Sensor IB06A023 eine vergleichsweise kompakte Lösung. Auffällig ist die seitliche Kabeleinführung am Sensorgehäuse. Der zu den Sondergeräten zählende Näherungsschalter im VA-Gehäuse (IP67) verfügt über einen Schaltabstand von 1,5 mm.

Wer am Einbauort indes nur Platz für eine Gerätelösung in der Größe eines Streichholzes hat, sollte sich möglicherweise über den IOR40176 in Zylinderbauform informieren. Der robuste induktive Sensor mit einer Länge von 30 mm misst im Querschnitt 4 mm und hat einige weitere Besonderheiten. Das Gerät besteht komplett aus Edelstahl und überzeugt durch einen erweiterten Schaltabstand von 3 mm. Da der Näherungsschalter mit einer getakteten Spule hinter der aktiven Fläche anstelle eines kontinuierlich betriebenen Schwingkreises arbeitet, erzielt er selbst bei unterschiedlichen Metallen die gleichen maximalen Schaltabstände. Als Sonderbauform entwickelte IPF Electronic zudem den quaderförmigen IB98E314 (Schaltabstand 2 mm) mit einer Bauhöhe von lediglich 9,5 mm, der sich über zwei seitliche Bohrungen im Aluminiumgehäuse befestigen lässt.

Flexibilität dank IO-Link-Schnittstelle

Ebenfalls für raue Umgebungen eignen sich Ultraschallsensoren. Die berührungslos arbeitenden Positionsschalter erfassen aus großen Distanzen unterschiedliche Objekte sowie Medien unabhängig von Material sowie Oberflächenbeschaffenheit oder -eigenschaften (fest, flüssig, körnig, pulverförmig, transparent, etc.). Klassische Aufgabenfelder für Ultraschallsensoren sind Füllstandsabfragen, die Detektion von Folien oder anderen dünnen Materialien, die Durchmessererfassung, die Schlaufenregelung (Coils) oder Anwesenheitskontrolle. Der UT089570 gehört zweifelsohne zu den Winzlingen unter den Ultraschallsensoren. Der Taster in M8 hat eine Länge von 70 mm, eignet sich für Umgebungstemperaturen von 0 °C bis +50° C und ermöglicht Schaltabstände bis 100 mm. Aufgrund der IO-Link-Schnittstelle lässt sich der Sensor mit Schaltausgang vom Taster zur Reflexschranke umschalten, wodurch das Gerät auf vielfältige Weise auf einen Hintergrund (z. B. Maschinenteil, Blech) anstatt auf ein zu erfassendes Objekt einstellbar ist. Vergleichbar mit einem optischen System, wird in dieser Betriebsart der Schaltausgang dann aktiv, wenn sich ein Objekt zwischen Sensor und Hintergrund befindet. Denkbar einfach ist außerdem die Inbetriebnahme dank der freien Wahl zwischen drei verschiedenen Betriebsmodi per Teach-In. Ein weiterer Vorteil: Nach dem Einbau ist die Zugänglichkeit des Sensors nicht mehr entscheidend, da sich alle Einstellungen und Anpassungen über die IO-Link-Schnittstelle vornehmen lassen.

induktive Sensor
Gerade mal die Größe eines Streichholzes hat dieser induktive Sensor mit einem Durchmesser von nur 4 mm. (Bild: IPF Electronic)

Schlanke Bauform plus Hintergrundausblendung

Vorzüge, die für den Einsatz von optischen Sensoren sprechen, sind hohe Reichweiten und die verschleißfreie Detektion von Objekten unabhängig von ihrer Beschaffenheit (Geometrie, Form, Farbe, Material). Für die jeweiligen applikationsspezifischen Aufgaben stehen hierzu Einweg-, Reflex-Lichtschranken und Lichttaster bereit. Bei den Einwegsystemen fallen vor allem der OS050075 (Sender) in Kombination mit dem OE050175 (Empfänger) durch die schlanke Bauform auf. Sender und Empfänger haben einen Durchmesser von lediglich 5 mm. Der maximal mögliche Abstand zwischen den beiden Komponenten der mit Rotlicht arbeitenden Lichtschranke im V2A-Gehäuse beträgt 0,5 m.

Gleichermaßen schlank sind die Geräte der Reihe OTQ4. Das Funktionsprinzip der Taster beruht auf dem Triangulationsverfahren, das eine zuverlässige Hintergrundausblendung ermöglicht und zusätzlich die Objekterfassung annähernd unabhängig von der Oberflächenfarbe sicherstellt. Die stabförmigen Sensoren sind bei einer Höhe von 44,8 mm gerade mal 4 mm breit sowie 6,2 mm lang und erkennen selbst kleinste Objekte. Aufgrund fest vorgegebener Tastweiten von 30 mm bzw. 50 mm sind die ebenfalls mit Rotlicht arbeitenden Geräte einfach zu installieren und zudem manipulationssicher. Befinden sich mehrere OTQ4 nebeneinander in Betrieb, verhindert eine automatische Störunterdrückung deren gegenseitige optische Beeinflussung.

Detektion mit Bewertung der Lichtintensität

Unter den optischen Sensoren nehmen energetische Taster wie der OT059170 gewissermaßen eine Sonderstellung ein. Der Sensor mit einem Durchmesser von 5 mm arbeitet nach dem Prinzip der Intensitätsunterscheidung. Dabei verfügt er über eine fest eingestellte Schaltschwelle in Bezug auf die detektierte spezifische Lichtmenge (Empfindlichkeit). Erreicht oder überschreitet die von einem Objekt reflektierte Lichtmenge (Intensität), die Schwelle, schaltet der Signalausgang. Werden diese Bedingungen nicht erfüllt, erzeugt der Sensor kein Schaltsignal. Energetische Taster erkennen somit alle Objekte sicher, die genügend Licht oder so viel Licht reflektieren, dass die interne Schaltschwelle überschritten wird.

Ultraschallsensoren
Ein Winzling unter den Ultraschallsensoren mit IO-Link-Schnittstelle. (Bild: IPF Electronic)

Lösung für hohe und niedrige Temperaturen

Ein breites Einsatzspektrum eröffnen kapazitive Sensoren, denn sie erfassen berührungslos metallische und nichtmetallische Objekte wie auch flüssige Medien. Die Reichweiten der Geräte hängen vom Material, den Objektabmessungen und der eingestellten Ansprechempfindlichkeit ab. Zu den potenziellen Aufgaben dieser Sensoren gehören die Anwesenheitskontrolle, Positionierung, Zählung, Füllstands- und Niveauabfrage sowie Abstandsmessungen. Auch unter den kapazitiven Sensoren gibt es platzsparende Lösungen wie den KB060170 (Durchmesser 6,5 mm, Länge 54 mm) und den KB080100 (Durchmesser 8 mm, Länge 42 mm). Beide Sensoren sind für Umgebungstemperaturen von -10 °C bis +70 °C ausgelegt und verfügen über Normschaltabstände bis 1,5 mm.

Lichttaster
Extrem schlanker Lichttaster mit Hintergrundausblendung. (Bild: IPF Electronic)

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