Exakt auf Abstand

Sensorik

Abstandssensoren – Die Miniaturisierung schreitet weiter voran und darum präsentiert Sensopart jetzt den derzeit kleinsten Laser-Abstandssensor auf dem Markt. Dieser punktet mit einem kleinen Lichtfleck und hoher Präzision.

19. Mai 2016

Hochgenaue Abstände sind elementar in vielen Bereichen der Industrie und entscheidend in zahlreichen Anwendungen. Geräte, die Abstände exakt messen können, stehen darum hoch im Kurs. Motivation genug für Sensopart aus Gottenheim, mit dem FT 25-R(L)A den ersten analogen Laser-Abstandssensor in seiner bewährten F 25-Baureihe zu präsentieren. Der Sensor ermittelt den Abstand zu Objekten beliebiger Farbe und Oberflächenbeschaffenheit zuverlässig und präzise.

»Unser neuer Miniatur-Abstandssensor mit Lasertechnologie ist der kleinste am Markt«, freut sich Simon Muckenhirn, Produktmanager Industrielle Sensoren bei Sensopart. »Dank seiner kompakten Abmessungen von 34 x 12 x 20 Millimetern ist der Abstandssensor FT 25-R(L)A auch für beengte Einbauverhältnisse geeignet. Wir verfolgen ein Modulkonzept in einer einzigen Baureihe.« Dank des Miniaturgehäuses sei auch das Gewicht mit nur zehn Gramm sehr gering.

Sehr kleiner Lichtfleck

Ein hervorstechendes Merkmal der neuen Abstandssensoren ist für Simon Muckenhirn der ebenso kleine wie präzise Lichtfleck, der entfernungsabhängig zwischen 1,2 und zwei Millimetern liegt. »So misst der Sensor sehr zuverlässig auch auf sehr kleinen Objekten sowohl bei axialer als auch seitlicher Objektbewegung. Um eine solche Präzision zu erreichen, mussten die Entwickler bei Sensopart eine hohe Wiederholgenauigkeit erreichen. Im konkreten Fall beträgt diese weniger als 0,25 Millimeter, und die typische Auflösung liegt bei 0,12 Millimetern.

»Bei den 25er-Sensoren liegt der Fokus auf hoher Linearität und Wiederholgenauigkeit für präzise Regelungsaufgaben, denn bei Automatisierungsprozessen sind dies die relevantesten Parameter«, erklärt Simon Muckenhirn. »Wir können Abweichungen und Differenzen erkennen, weil wir den Laser darauf getrimmt haben.« Dies erstreckt sich auch auf glänzende oder mehrfarbige Oberflächen mit unregelmäßigen Kontrastwechseln.

Unabhängige Erkennung

Die Abstandsmessung erfolgt mittels Triangulation, mit Hilfe einer speziellen Empfängeroptik und eines positionsempfindlichen Detektors ist der Sensor in der Lage, den Objektabstand weitgehend unabhängig von der Remission des Objektes zu ermitteln. Dessen Farbe und Oberflächenbeschaffenheit haben somit praktisch keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Der ermittelte Abstandswert wird in Form eines linearen Spannungswertes über den integrierten Analogausgang ausgegeben. Zusätzlich hat der FT 25-R(L)A einen digitalen Schaltausgang, die Messbereiche für beide Ausgänge lassen sich dabei unabhängig voneinander einstellen. Eine Invertierung der Analogkennlinie ist ebenfalls möglich.

Für eine einfache Handhabung verfügt der Abstandssensor über zahlreiche Teach-in-Funktionen per Taste oder via Steuerleitung sowie die automatische NPN-PNP-Anpassung. Zusätzlich lässt sich ein beliebiges Schaltfenster innerhalb des Messbereiches per Teach-in-Taste einstellen. Die Ausgabe der beiden einstellbaren Schaltpunkte erfolgt am digitalen Schaltausgang, so ist auch ein Fensterbetrieb möglich.

Wie alle Sensoren aus Sensoparts Miniaturbaureihe F 25 bietet der FT 25-R(L)A ein robustes, hochdichtes Kunststoffgehäuse in den sehr hohen Schutzarten IP67 und IP69K. »Ein besonderes Highlight aus Entwicklersicht ist ›Sensoclip‹, unsere intelligente und patentierte Schwalbenschwanzhalterung MBD F25ST2«, sagt Simon Muckenhirn. »Dieses Zubehörteil garantiert eine schnelle und flexible Montage und Justage des Sensors. Wir sehen das als sehr guten Zusatznutzen.«

Dank des verwendeten Rotlichtlasers der Klasse 1 arbeitet der Sensor zudem völlig ungefährlich und nach Angaben des Produktmanagers ist die volle Augensicherheit ohne Schutzmaßnahmen garantiert.

In vielen Anwendungen zu Hause

Laut Simon Muckenhirn ist der neue Sensor ausreichend für die meisten Anwendungen und das Preis-Leistungs-Verhältnis sehr gut. »Da der Sensor leicht und klein ist, eignet er sich ideal für Anwendungen in der Robotik. Hier zahlt sich auch die schnelle Ansprechzeit aus«, ergänzt der Produktmanager. »Die Sensoren der F 25-Baureihe eignen sich dank ihrer intuitiven Bedienung für einfache Mess- und Regelungsaufgaben bei Abständen bis zu 200 Millimeter genauso wie für präzise Messaufgaben sowie die Vermessung von Kleinteilen sowie Positionier- und Regelungsaufgaben. Die Laser- und LED-Varianten der Baureihe decken zusammen ein besonders breites Anwendungsfeld ab.«

Weitere Beispiele sind die Anwesenheitskontrolle und Dickenermittlung von O-Ringen, die Doppellagenkontrolle von Zuführteilen, die Messung in Kavitäten oder die Stapelhöhenkontrolle in der Holz-, Verpackungs- und Handlingindustrie. Zu den weiteren typischen Anwendungen des FT 25-R(L)A zählen die Abstandsmessung und Positionierung am Robotergreifarm bei »Pick-&-Place«-Anwendungen und die Messung auf mehrfarbigen und kontrastreichen Objekten.

Gleichmäßige Prozesse

Eine häufige Anwendung ist die Tänzerregelung und Durchhangkontrolle in der Verpackungs- und Druckindustrie. Die präzise Regelung des Abstandssensors sichert beim Abwickelprozess eine gleichmäßige Bahnspannung der Papierrolle und die präzise Regelung der Bandabwicklung. Der Sensor gewährleistet die sichere Erkennung unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Objekts und bietet eine kurze Ansprechzeit für schnelle Prozesse.

Bei der Ermittlung des Rollendurchmessers in Abwickeleinrichtungen in der Verpackungs- oder Druckindustrie bestimmt der Sensor präzise den Durchmesser der Abwickelanlage und sorgt somit für eine frühzeitige Information eines bevorstehenden Rollenwechsels. Auch hier spielen Genauigkeit und die kurze Ansprechzeit eine Rolle.

Auf einen Blick

Sensopart Industriesensorik

• Das mittelständische Familienunternehmen mit Sitzen in Gottenheim bei Freiburg und in Wieden bei Todtnau entwickelt, produziert und vertreibt Sensoren für die Fabrikautomation.

• Den Schwerpunkt bilden optoelektronische Sensoren und kamerabasierte Vision-Sensoren, die in industriellen Anwendungen in vielfältiger Form – zum Beispiel zur Erkennung von Objekten, Farben oder zur Abstandsmessung – eingesetzt werden.

• Sensopart steht für mittelständische Flexibilität sowie für neuartige und leistungsfähige Produkte made in Germany. Hierfür wurde das Unternehmen wiederholt ausgezeichnet, so zum Beispiel zuletzt mit dem 1. Platz beim Automation Award und bereits mehrfach mit dem Deutschen Sensor-Applikationspreis.

Erschienen in Ausgabe: 04/2016