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Sensoren und ihre Verwandten

Einsatzempfehlung Optoelektronik: Von Lichtschranke bis Smartkamera
Sensoren und ihre Verwandten

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Die Optoelektronik gehört zu den Schlüsseltechnologien moderner Sensorik. Lichtschranken und verwandte Systeme passen sich immer besser den Anforderungen der Automatisierungstechnik an und dringen in Bereiche vor, die noch vor wenigen Jahren kaum jemand für möglich gehalten hätte. Das Spektrum reicht von der „normalen“ Lichtschranke über Barcode-Lesegeräte bis hin zum „intelligenten Auge“ für die industrielle Bildver-arbeitung.

Die Autorin Ellen-Christine Reiff, M.A. vom RBS Stutensee erstellte den Beitrag im Auftrag der Leuze Electronic GmbH + Co., Owen

Lichtschranken aller Prinzipien im gleichen Gehäuse
Wenn Anlagen- und Maschinenbauer mit Lichtschranken gleicher Bauform arbeiten, können sie bei der Konstruk-tion immer die gleichen Abmessungen und Befestigungen nutzen. Die lediglich streichholzschachtelgroßen Lichtschranken der Baureihe 8 gibt es in praktisch allen derzeit verfügbaren Funktionsprinzipien von der Einweglichtschranke über Reflexionslichtschranken und Taster mit Vordergrund- oder Hintergrund-unterdrückung bis hin zu Kontrasttastern und Lichtwellen-leiterverstärkern. Selbst Laser-, Klarglas- und Sicherheitslichtschranken sowie Laserlicht- und Glanztaster sind in gleicher Bauform verfügbar. Die Sensoren sind in einem stabilen Metallgehäuse der Schutzart IP67 untergebracht und bieten variable Montagemöglich-keiten, beispielsweise über Schwalbenschwanz, Sack- oder Durchgangslöcher. Außerdem gibt es Befestigungsteile zum Beispiel für die Hutschienenmontage. Der M12-Stecker für den elektrischen Anschluss ist um 90° nach unten oder hinten drehbar. Durch das A2LS-Verfahren (Active Ambient Light Supression) ist eine gegenseitige Beeinflussung der Sensoren ausgeschlossen, auch wenn diese dicht nebeneinander montiert sind. Gegentaktausgänge ermöglichen wahlweise PNP- oder NPN-Ausgangssignale beim gleichen Sensor. Die Schaltfrequenz der Produkte, die sich besonders für die Verpackungstechnik eignen, beträgt 1,5 kHz.
Zwerge, die neue Maßstäbe setzen
Speziell für den Einsatz bei be-engten Platzverhältnissen wurde die Baureihe 303 entwickelt. Die Einweglichtschranken, Re-flexionslichtschranken und -taster sind nur 12 mm breit, 30 mm hoch und 11 mm tief. Das A2LS-Verfahren verhindert auch bei diesen preiswerten Produkten eine gegenseitige Beeinflussung und sorgt für hohe Fremdlichtsicherheit. Die kleinen Lichtschranken im Kunststoffgehäuse arbeiten mit einer Schaltfrequenz von 1 kHz und sind für Stecker- oder Kabelanschluss geeignet. Durchgangs- sowie Sacklöcher lassen vielfältige Montagemöglichkeiten zu.
Ultraschall-Gabel erkennt transparente Etiketten
Zum Detektieren transparenter oder metallisierter Etiketten auf unterschiedlichsten Trägermaterialien wurde der GSU 14 entwickelt. Der Gabelsensor mit der Maulweite von 4 mm arbeitet mit Ultraschall und eignet sich für alle Einsatzfälle, bei denen herkömmliche optoelektronische Gabellichtschranken an ihre Grenzen stoßen. Die Maultiefe beträgt 67 mm. Per Teach-in lässt sich der Sensor einfach auf die jeweilige Applikation abgleichen. PNP- und NPN-Ausgänge ermöglichen eine optimale Anpassung an die Steuerung.
Hand-Scanner: preisgünstig undleistungsstark
Auch im Bereich der Handlesegeräte hat Leuze sein Programm um preislich attraktive Produkte ergänzt, die dennoch mit einem großen Leistungsspektrum aufwarten: Die Palette reicht vom robusten Touchreader mit 2 048 Pixel und 80 mm Lesefeld (Alpha 22) bis hin zu Laserscannern für Dis-tanzen über 300 mm, 500 mm oder sogar mehreren Metern (Alpha 70). Alle sind für den Keyboard-Wedge-Betrieb und für den Anschluss an eine serielle Schnittstelle ausgelegt. Auch Funkübertragung ist möglich. Eine Besonderheit ist ein Hand-Scanner, dessen optisches System mit zwei CCD-Zeilen arbeitet. Das heißt es gibt keine bewegten mechanischen Teile, was die Lebensdauer unter rauen Bedingungen erhöht. Jede der CCD-Zeilen hat eine Auflösung von 3 000 Pixeln. Die Lesedistanz reicht bis 450 mm.
Zu den Ergänzungen gehört außerdem ein 13 auf 4,5 mm großes Datenerfassungsterminal mit integriertem Laserscanner, robuster Silikon-Tastatur und hochauflösendem Display. Das Gerät kommuniziert mit dem PC über die mitgelieferte Basisstation oder eine Infrarotschnittstelle.
Barcode-Scanner mit hoher Tiefenschärfe
Leistungsfähige Industrie-Scanner können aufgedruckte oder geklebte Barcode-Labels auch unter schwierigen Bedingungen lesen. Das beweist der BCL 90, der selbst stark beschädigte oder verschmutzte Labels liest. Dank Autofokus deckt das kompakte Gerät außerdem einen großen Tiefenschärfebereich ab. Mit der gleichen Optik liest der Scanner über Dis-tanzen zwischen 500 und 2 100 mm. Die Geschwindig-keit ist zwischen 600 und 1 200 Scan/s einstellbar. Der Scanner lässt sich als Stand-alone-Gerät über seine RS-232-Schnittstelle direkt am Rechner oder mit einer zusätzlichen Anschalteinheit (MA 90) betreiben. In dieser lassen sich beispielsweise Parametersätze ablegen und bei Austausch des Scanners einfach auf das neue Gerät übertragen. Außerdem lassen sich bis zu 31 Scanner über das Multinetplus der gleichen Hersteller miteinander vernetzen.
Scanner aktiviert sich selbst
Ein weiterer Barcodeleser mit günstigem Preis-/Leistungsverhältnis ist der BCL31/32, der für raue Bedingungen konzipiert ist und umfangreiche Software-Funktionen bietet.
Interessant ist beispielsweise die automatische „Reflektor Activation“: Der Scanner schaut auf einen Reflektor. Erst nach Unterberechnung deroptischen Verbindung zum Beispiel durch ein Paket wird das Lesetor aktiviert und der Scanner liest das Label. Das macht eine Trigger-Lichtschranke überflüssig. Der Scanner arbeitet mit diversen Anschalteinheiten zusammen, deckt Leseentfernungen zwischen 0 und 450 mm ab und realisiert dabei Geschwindigkeiten bis zu 1 000 Scans/s.
Datenlichtschranke im Kleinformat
Die optische Datenübertragung hat sich überall dort etabliert, wo Daten drahtlos zu bewegten Objekten übertragen werden sollen. Mit der Datenlichtschranke DDLS 200 wurde jetzt eine serielle Ausführung mit einer Reichweite von 200 m entwickelt, die um zwei Drittel kleiner ist als sonst üblich. Viele Schnittstellen stehen zur Wahl: Profibus bis 1,5 Mbit/s, Interbus mit 500 kbit/s und 2 Mbit/s (Lichtwellenleiter). Protokolle wie DeviceNet, FIP oder Modbus sind in Vorbereitung. Die Lichtschranke lässt sich einfach montieren, eine integrierte Taumelplatte und ein Bargraf erleichtern die Ausrichtung. Justiert werden kann das System von nur einer Person. Alle Bedien- und Anschlusselemente sind bequem von vorn zugänglich.
Smartkamera der Extraklasse
Mit der kompakten Smartkamera pcCAM stellt Leuze ein preiswertes industrielles Bildverarbeitungssystem vor. Grundlage bilden die CCD-Chips in unterschiedlichen Auflösungen und der inte-grierte Pentium-Prozessrechner. Ausgestattet mit der Software Editionleuze bietet das Stand-alone-System viele Möglichkeiten: Beliebig viele Prüfprogramme und -fenster lassen sich anlegen – auch verkettete Abläufe sind realisierbar. Die Software unterstützt den Anwender auch bei komplexen Messaufgaben. Buchstaben, Ziffern und Schriftzüge können erkannt werden. Neuronale Netze ermöglichen dabei besonders stabile Auswertungen. Das gesamte Leistungsspektrum bleibt dank 360°-Rota-tionsausgleich auch bei x/y-Verschiebungen erhalten. Einsatzbereiche gibt es beispielsweise bei der Bauteil-Identifikation oder der Musterer-kennung. Die Bedienung der pcCAM ist einfach und praxisgerecht; das erfasste Videobild lässt sich direkt auf einem handelsüblichen SVGA-Monitor anzeigen.
Ausführliche Informationen
Lichtschranken Baureihe 8 und 303
KEM 430
Gabelsensor GSU 14
KEM 431
Handscanner Alpha 22 und Alpha 70
KEM 432
Datenerfassungs-terminal
KEM 433
Industriescanner BCL 90
KEM 434
Barcodeleser BCL31/32
KEM 435
Smartkamera pcCAM
KEM 436
Datenlichtschranke DDLS 200
KEM 437
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