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Kompakte Lichtlaufzeit-Sensoren

Text: Michael Kiss, SensoPart
Abstandssensoren mit Lichtlaufzeitmessung detektieren oder messen Objekte beliebiger Farbe und Oberflächenbeschaffenheit in bis zu fünf Metern. Mit besonders kompakten Abmessungen und Digital- und Analogausgang erweitert sich das Einsatzfeld der Sensoren.

Wenn Objekte in Abständen von mehreren Metern zu detektieren sind, stoßen konventionelle Reflexionslichttaster an ihre Grenzen. Eine Alternative für solche Anwendungen sind Sensoren, die nach dem Lichtlaufzeitprinzip arbeiten: Dabei werden vom Sensor kurze Laserpulse ausgesendet; das vom Tastgut reflektierte Licht wird registriert und die Laufzeit ermittelt. Mit diesem Detek­tions­prinzip lassen sich Abstände aller Art präzise und zuverlässig messen.

Bislang haben die meisten Sensoren mit Lichtlaufzeitprinzip eine große Bauform, was ihren Einsatz in platzkritischen Anwendungen ausschließt. SensoPart ist es nun gelungen, die Leistungsdaten eines bestehenden Lichtlaufzeit-Sensors mit den Gehäuseabmessungen 95 × 93 × 42 mm an das fast siebenmal kleinere Gehäuse seiner Kompaktbaureihe F 55 zu adaptieren. Mit den Abmessungen 50 × 50 × 23 mm stehen der Lichtlaufzeittechnik neue Anwendungen offen.

Der Lichtlaufzeit-Sensor FT 55 ist sowohl in einer Tasterversion mit Hintergrundausblendung als auch als Abstandssensor mit Analogausgang erhältlich. Die Sensoren erzielen eine Reich- beziehungsweise Tastweite von bis zu 5 m auf weißen und 3 m auf sehr dunklen Objekten. Zum Vergleich: Ein konventioneller Lichttaster mit Hintergrundausblendung aus derselben Baureihe erreicht nur etwa 1,2 m auf weißen Objekten.

Schwierige Bedingungen

Insbesondere aufgrund ihrer sehr guten Schwarz-Reichweite sind die neuen Sensoren in der Lage, auch Objekte mit dunkler, glänzender, inhomogener, strukturierter, schräger oder gewölbter Oberfläche sicher zu erfassen. Auch bei Fremdlicht oder kritischen Hintergründen wie beispielsweise reflektierenden Warnwesten, Signallampen oder spiegelnden Metallstreben liefert der FT 55 stets ein eindeutiges Empfängersignal; denn die Sensoren verfügen über eine effektive Hintergrundausblendung.

Auch hinsichtlich Geschwindigkeit und Genauigkeit können SensoParts kompakte Lichtlaufzeit-Sensoren mit sehr guten Leistungen aufwarten. Mit einer Taktfrequenz von bis zu 500 Hz für die schaltende Variante und 250 Hz für den analogen Sensor sind sie um ein Vielfaches schneller als die meisten anderen Sensoren ihrer Leistungsklasse. Dasselbe gilt für die ausgezeichnete Wiederholgenauigkeit im Millimeterbereich.

Schalten oder messen

Bei der reinen Detektion von Objekten in größerer Entfernung eignet sich der Reflexionslichttaster mit Hintergrundausblendung FT 55-RLHP2. Er ist mit einem oder zwei digitalen Schaltausgängen erhältlich. Die guten Leistungsdaten erlauben einen vielseitigen Einsatz quer durch alle Industriebranchen – beispielsweise in so unterschiedlichen Anwendungen wie der Montagekontrolle von Gummi- und Kunststoff-Bauteilen in der Automobilfertigung, der Fachbelegkontrolle im Hochregallager oder der Positionskontrolle von Rundhölzern.

Für Anwendungen, in denen die präzise Messung von Abständen im Vordergrund steht, bietet SensoPart eine Produktvariante mit Analogausgang an. Der FT 55-RLAP liefert ein abstandsproportionales Signal über einen integrierten Analogausgang mit 4 mA / 0 V bis 20 mA / 10 V, die Kennlinie ist invertierbar. Zusätzlich verfügt der Sensor über einen unabhängig vom analogen Messbereich einstellbaren Schaltausgang mit Schaltfensterfunktion. Der Abstandssensor eignet sich beispielsweise zur Durchmesserkontrolle von Coils, zur Positionierung von Robotern oder zur Füllstands- und Stapelhöhenmessung nichttransparenter Medien.

Einfache Einrichtung

Mit seiner montagefreundlichen Kompaktbauform auf der einen sowie der einfachen, baureihenübergreifend einheitlichen Bedienung (F 10/F 25/F 55) auf der anderen Seite gestaltet sich die Einrichtung der Sensoren einfach. Mit Hilfe der speziellen Halterung MA F 55, die eine Feinjustage nach der Montage gestattet, lässt sich der Sensor auch bei großen Abständen präzise auf das zu detektierende Objekt ausrichten.

Die Lichtlaufzeit-Sensoren können per Teach-In oder extern über eine Steuerleitung konfiguriert werden; letzteres ist dann nützlich, wenn der Sensor an einer schwer zugänglichen Stelle montiert wurde. Zur einfachen Handhabung und Benutzerfreundlichkeit trägt nicht zuletzt auch der Rotlichtlaser der Laserklasse 1 bei, dessen Strahl bei Tageslicht gut sichtbar, für das Personal aber ungefährlich ist.

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