Scharf- und Weitblick

Spezial Sensor- und Messtechnik

Laserscanner – Neue Long-Range-Versionen des 360-Grad-Laserscanners R2000 von Pepperl+Fuchs mit einem deutlich erweiterten Arbeitsabstand und unterschiedlichen Auflösungen ermöglichen eine Vielzahl von 2D-Automatisierungsanwendungen mit höchster Präzision.

14. April 2015

Zu den vielseitigsten Optosensoren für Einsätze in industriellen Anwendungen gehören 2D-Laserscanner: Einsatzfelder finden sich überall, wo Objekte im zweidimensionalen Raum sicher detektiert, Flächen zuverlässig überwacht, Distanzen sicher eingehalten oder Konturen präzise vermessen werden müssen. Besonders bewährt haben sich dabei die Laserscanner der Baureihe R2000 des Mannheimer Sensorikspezialisten Pepperl+Fuchs, deren innovatives Messverfahren der Pulse Ranging Technology (PRT) feinste Winkelauflösung mit höchster Fremdlicht- und Funktionssicherheit kombiniert. Diese patentierte Technologie ermöglicht höchst präzise Messungen auf Distanzen von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Hundert Metern mit höchster Wiederholgenauigkeit und kurzen Ansprechzeiten. Dazu sendet eine leistungsstarke Laserdiode mit der augensicheren Schutzklasse1 kurze, energiereiche Rotlicht- bzw. Infrarotlicht-Impulse, die vom Zielobjekt reflektiert und von einem Empfangselement wieder erfasst werden. Die Entfernung zum Zielobjekt ergibt sich dabei aus der Laufzeit der Lichtimpulse zwischen den präzise erfassten Sende- und Empfangszeitpunkten.

Optimierte Präzision

Der bis zu tausendfach höhere Energiegehalt der Einzelpulse im Vergleich zu kontinuierlich sendenden Lichtquellen ermöglicht große Messbereiche, Arbeitsabstände und Funktionsreserven und bietet zudem eine außergewöhnliche Präzision sowie eine weitgehende Unabhängigkeit von Objekt- und Oberflächeneigenschaften. Hinzu kommt ein Höchstmaß an Störfestigkeit gegen Fremdlicht, Reflexionen und Störimpulse, etwa durch Staub. Verglichen mit Laserscannern, die nach dem Triangulationsverfahren arbeiten, ermöglicht die PRT-Technologie zudem relativ kleine Gehäuse bei großen Messbereichen bei zugleich besseren optischen Eigenschaften, wie beispielsweise einem kleinen Lichtfleck auf dem Objekt auch bei großen Arbeitsabständen.

Eine Besonderheit der 2D-Laserscanner R2000 ist auch ihre lückenlose Rundumsicht. Das Messmodul dazu ist ein Sensorkopf mit integriertem Laser-Sender und Empfangselement, der kontinuierlich um die eigene Achse rotiert und die Umgebung lückenlos im 360-Grad-Winkel abtastet. Die Spiegeloptik vermeidet die bei Systemen mit Linsenoptik und Lichtstrahlumlenkung auftretenden Ungenauigkeiten und gewährleistet damit, dass die Scanfläche über den gesamten Messwinkel absolut eben bleibt. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel eine Scanfläche in geringem Abstand zu einer Regalfront so ausrichten, dass sie auch im maximalen Arbeitsabstand nicht abgelenkt wird und dann ein ungewolltes Ansprechen auslöst. Gleichzeitig besitzt der Lichtfleck auch bei größeren Distanzen einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern, sodass auch kleine Teile, die in die Scanebene hineinreichen, bereits aus großer Entfernung sicher detektiert werden können. Damit lässt sich zum Beispiel ein Regalbediengerät frühzeitig abbremsen und ohne Notbremsung zum Stillstand bringen.

Ein Highlight ist auch das integrierte, interaktive Rundumdisplay. Dazu befinden sich auf der Rückseite des rotierenden Messmoduls 24 LEDs, mit denen sich Zahlen, Text, Symbole und Grafikelemente darstellen lassen. Dies vereinfacht zum einen die Inbetriebnahme und ermöglicht zudem die Ausgabe von Status- und Diagnoseinformationen im laufenden Betrieb.

Eigenschaften nach Maß

Die schaltende Variante R2000 Detection mit bis zu vier frei programmierbaren Überwachungsfeldern ist ein Multitalent für exakte Detektions- und Überwachungsaufgaben mit einer Geschwindigkeit von 54.000 Messungen pro Sekunde bei einer Winkelauflösung von 0,071 Grad. Einsatzgebiete sind unter anderem die Überstands- und Fachbelegungskontrolle an Regalbediengeräten oder die Kollisionsvermeidung im automatisierten Materialfluss.

Hochpräzise und extrem schnelle 2DEntfernungs- und Winkelmessungen ermöglicht dagegen das hochauflösende System R2000 UHD. Die Geschwindigkeit von 3.000 Scans pro Minute mit 250.000 Einzelmessungen pro Sekunde bei einer Winkelauflösung von 0,014 Grad und einer extrem planen Scanebene prädestiniert das Gerät zum Beispiel für den Einsatz als navigationsunterstützender Sensor bei High-Speed-Applikationen.

Zur Hannover Messe 2015 präsentierte Pepperl+Fuchs für beide Baureihen neue Versionen mit einem auf 30 Meter deutlich vergrößerten Arbeitsabstand auf beliebige natürliche Objekte: Bisher waren die Sensoren spezifiziert für Arbeitsabstände bis 10 Meter auf Objekte mit einem Remissionsgrad von 90 Prozent. Beide R2000-Varianten können so eine vielfach größere Fläche überwachen. Der R2000 UHD, der häufig in der mobilen Intralogistik auf Regalbediengeräten oder frei navigierenden Flurförderzeugen eingesetzt wird, profitiert im Reflektorbetrieb zusätzlich von der jetzt auf 100 Meter erhöhten Reichweite.

Speziell für Anwendungsfelder wie die Service- und Handhabungsrobotik oder die Gepäck-, Paletten- und Containervermessung eignet sich die dritte neue Variante R2000 HD mit einem Arbeitsabstand von 30 Meter auf natürliche Objekte bzw. auf Reflektoren bei einer Auflösung von 0,04 Grad und einer Geschwindigkeit von 84.000 Messungen pro Sekunde.bt

Auf einen Blick

- Die 2D-Laserscanner der Baureihe R2000 des Mannheimer Sensorikspezialisten Pepperl+Fuchs sind jetzt mit deutlich erweitertem Arbeitsbereich erhältlich.

- Die Pulse Ranging Technology (PRT) bietet 360-Grad-Scanwinkel bei höchster Präzision.

- Drei Versionen mit unterschiedlichen Auflösungen eröffnen eine Vielzahl von Anwendungsgebieten.

Erschienen in Ausgabe: 03/2015