Alles synchron im Blick

Optische Sensoren - Ein System mit optischen Sensoren sieht mehr. Es bietet größere Vorteile als berührende Messsysteme. Beispiele sind die wartungsfreie, präzise Geschwindigkeits- und Längenmessung. Erstmals erfasst ein Sensorsystem zwei Achsen gleichzeitig.

09. November 2006

Die zur Fraba-Gruppe gehörende Intacton GmbH hat ein optisches Sensorsystem entwickelt, das im Vergleich zu berührenden Messsystemen große Vorteile bietet. ›Optipact‹, dessen Anschaffungskosten mit denen herkömmlicher Systeme vergleichbar sind, ermöglicht eine wartungsfreie und präzise Geschwindigkeits- und Längenmessung. Anwendungen sind z.?B. Transportsysteme, 2D-Positioniermodule für den Einsatz in Verarbeitungszentren oder Flächenladern sowie Messrad-Applikationen. Lineare und rotative Messsysteme konnten bisher nur eine Messachse erfassen. In vielen Applikationen, wie etwa X-Y-Tischen und Transportsystemen, reicht die eindimensionale Messtechnik allerdings nicht aus - und die Installation von zwei unabhängigen linearen Messanlagen verdoppelt den Integrationsaufwand, den Platzbedarf und die Anschaffungskosten. Bei Transportsystemen wie Bahnfahrzeugen, Kraftfahrzeugen oder Flurförderfahrzeugen ist die Erfassung der Fahrzeugbewegung an der Antriebsachse unzureichend, da Schlupf und Driftbewegungen nicht zuverlässig ermittelt werden können. Für beide Beispiele ist eine berührungslose zweidimensionale Bewegungserfassung auf dem Untergrund besser geeignet. Das innovative Optipact-Sensorsystem ist der erste industrietaugliche Geschwindigkeitssensor, der eine synchrone Erfassung von zwei orthogonalen Messachsen bietet. Alternativ zur X- und Y-Achse kann direkt die Resultierende ausgegeben werden - dadurch können beliebige Bewegungsrichtungen erfasst werden, und der sonst übliche Aufwand für Justage und Kalibrierung entfällt. Durch das Messprinzip, das auf der optischen Korrelationsmesstechnik basiert, wird kein externes Referenzmuster benötigt, sondern direkt auf rauen bzw. strukturierten Oberflächen gemessen. Im Einsatz treten keine durch Schlupf bedingten Messfehler auf. Optipact ermöglicht so eine zuverlässige Ermittlung von Position und Geschwindigkeit. Für Anwender bedeutet diese erhöhte Präzision einen reibungslosen Betrieb und verbesserte Verfügbarkeit. Optipact-Systeme sind derzeit für einen Geschwindigkeitsbereich bis ±4 m/s konzipiert und erreichen je nach Ausführung eine Auflösung bis 15 µm. Andere Auflösungen können werkseitig parametriert werden, ebenso die Zählrichtung und die Schaltausgänge. Die Messunsicherheit des Systems ist kleiner als 1 % - selbst bei Abstandsschwankungen bis 10 % zum Messobjekt.

Optipact im Detail

Dadurch verringern sich die Anforderungen bezüglich der Führung von Material zum Sensor, was in einer Senkung der Integrationskosten und des Montageaufwands resultiert. Das Sensorsystem enthält eine miniaturisierte Optik und eine integrierte Auswerte- und Schnittstellenelektronik. Mit einer Größe von 98 x 42 x 47 mm und einem Gewicht von lediglich 250 g kann es problemlos in nahezu jede Anlage integriert werden, zusätzlich ist auch eine OEM-Variante mit den Abmessungen 77 x 31 x 35 mm verfügbar. Für die Installation von Optipact sind keine Spezialkenntnisse erforderlich. Die Sensoren bestehen aus einer LED-Beleuchtungseinheit, einer Flächenkamera, einer Sende- und Empfangsoptik sowie einer Auswerteelektronik. Das System gibt bei Bewegungsdetektion ein Schaltsignal aus und erkennt eigenständig Richtung sowie Anfang bzw. Ende des bewegten Objekts. Zusätzliche externe Sensoren sind daher nicht notwendig.

Für die Kommunikation mit übergeordneten Steuerungen stehen Inkremental- oder SSI-Schnittstellen zur Auswahl. Die Sensoren sind in einem IP54-Aluminiumgehäuse untergebracht und eignen sich für Betriebstemperaturen zwischen -15 und +55 °C. Die Versorgungsspannung liegt wahlweise bei +5 oder 10...30 V.

Klaus Matzker, Intacton

Erschienen in Ausgabe: 08/2006