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Optoelektronische Sensoren Wie sich der Abstand zum Zielobjekt messen lässt

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Idealbedingungen für den Einsatz industrieller Sensorik findet man im Industriealltag eher selten vor. Bei optischen Sensoren können schwierige und wechselnde Umgebungslichtsituationen, starke Reflexionen oder Gegenstände im Vorder- oder Hintergrund Probleme bereiten.

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Der Distanzsensor VDM28 dient hier zur Fachbelegkontrolle und der exakten Positionierung eines Regalbediengerätes (RBG) in doppelt-tiefen Regalen.
Der Distanzsensor VDM28 dient hier zur Fachbelegkontrolle und der exakten Positionierung eines Regalbediengerätes (RBG) in doppelt-tiefen Regalen.
(Pepperl + Fuchs)

Pepperl+Fuchs bietet für die optische Detektion die Multi Pixel Technology (MPT) und Pulse Ranging Technology (PRT). Beide Messkerne liefern neben Informationen zur Objektanwesenheit gleichzeitig einen Wert in welcher Entfernung sich ein Objekt relativ zum Sensor befindet sowie weitere auswertbare Informationen über die individuelle Messung. Während die Multi Pixel Technology auf der Triangulation basiert und ein Multi-Pixel-Array als Empfangselement nutzt, ist die PRT eine Weiterentwicklung der Puls-Laufzeit-Messung, also ein echtes Lichtlaufzeitverfahren. Mit der PRT wird die tatsächliche Laufzeit energiereicher Lichtimpulse gemessen. Das Produktportfolio reicht von schaltenden Reflexions-Lichttastern und Distanz-Sensoren über den Laserlichtschnitt-Sensor zur Konturerfassung bzw. 3-D-Volumenbestimmung bis zum 2-D-Laserscanner mit 360°-Rundumsicht.

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Objekte im Nahbereich zuverlässig erfassen

Bemerkenswert ist bei den Opto-Sensoren, dass einfache Standard-Sensoren in vollem Umfang von der technischen Weiterentwicklung profitieren. Letztere überzeugen unter anderem durch Flexibilität und Vielseitigkeit, d. h. mit ein und demselben Gerät lassen sich aufgrund des parametrierbaren Messkerns verschiedene Herausforderungen souverän bewältigen. Bereits bei den kompakten MPT-Sensoren der Serien MLV41-8-H und RL31-8-H kann der Anwender die vier verschiedenen Betriebsmodi Hintergrundausblendung, Hintergrundauswertung, Fensterbetrieb sowie einen Hysterese-Modus parametrieren.

Die Geräte decken Tast- und Messbereiche zwischen 20 und 800 mm ab und sind mit IO-Link-Schnittstellen ausgestattet. Sie lassen sich entweder schaltend nutzen oder man kann die gemessenen Entfernungen über das digitale Ausgangssignal abrufen und entsprechend weiterverarbeiten.

Ebenfalls auf Basis der Multi Pixel Technology arbeitet der Laserlichtschnitt-Sensor LineRunner. Er erfasst präzise Höhen- und Breiteninformationen beliebiger Objekte im Mikrometerbereich und erlaubt in Verbindung mit einem Drehgeber das Generieren von 3-D-Daten. Dabei passt er sich durch seine automatische Belichtungszeitregelung an die beliebige Oberflächen an. Die typischen Anwendungen findet man im Bereich von Inspektionsaufgaben und der Montageautomation, beispielsweise bei Kanten- und Spaltvermessungen, der Bahnkorrektur von Robotern, Dichtlippen- und Dreiecksraupenvermessungen und vieles mehr.

PRT-Sensoren: Präzision bei mittleren und großen Distanzen

Bei den Sensoren für mittlere und große Distanzen fungiert die Pulse Ranging Technology quasi als Turbo-Antrieb. Beim VDM28 handelt es sich um einen Distanzsensor im Standard-Lichtschrankengehäuse, der Präzision, Immunität gegenüber Fremdlicht und gegenseitiger Beeinflussung sowie hohe Resistenz gegen Umwelteinflüsse in einem Gerät vereint. Je nach Modell werden Reichweiten bis 8 m, 15 m auf Objektoberflächen oder auf Reflektor bis 50 m unterstützt. Das Universaltalent ist in verschiedenen Ausführungen bzw. Kombinationen von Analogausgang, IO-Link-Schnittstelle und Schaltausgängen erhältlich und deckt Anwendungen von einfach bis hochkomplex ab.

Für noch größere Reichweiten bis 300 m hat Pepperl+Fuchs den VDM100 entwickelt. Dieses Hochleistungssystem dient z. B. einer millimetergenauen Positionierung von Regalbediengeräten in großen Hochregallagern und erreicht eine Reproduzierbarkeit von 0,5 mm bei einer Auflösung von 0,1 mm. Es stehen Varianten mit seriellen Schnittstellen, Feldbusanschlüsse sowie Ethernet-IP zur Verfügung.

2-D-Laserscanner für lückenlose Rundumsicht

Eine weitere Neuentwicklung mit Pulse Ranging Technology stellt der 2-D-Laserscanner R2000 dar. Er bietet eine lückenlose Rundumsicht über einen Winkel von 360° und eignet sich perfekt als mitfahrender Sensor auf fahrerlosen Transportsystemen um Aufgaben des Kollisionsschutzes oder zum Navigieren in Logistikbereichen zu übernehmen. Neben diesen klassischen Anwendungen erschließt die hohe Winkel- und Entfernungsauflösung aber auch zahlreiche Anwendungen in der Gebäudeautomation oder der Überwachungstechnik.

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