Reflexschranken Technologie

Funktionsprinzip und Technologie von Reflexschranken

Die Reflexschranken sind Teil der optoelektronischen Sensoren und eignen sich zur berührungslosen Objekterkennung mittels LED-Rotlicht, unabhängig von Farbe, Form und Oberflächenbeschaffenheit. Die Funktionsweise der Reflexschranken basiert auf einem Detektionsverfahren, welches das energetische und das Triangulationsprinzip in einem Sensor vereint.

Das Triangulationsprinzip:
Das Triangulationsprinzip ist ein geometrisches Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines Objekts. Bei Reflexschranken wird der Abstand zwischen Sensor und Bezugshintergrund als Referenzsignal genutzt.

Das energetische Prinzip:
Beim energetischen Prinzip wird die Intensität des empfangenen Signals ausgewertet. Reflexschranken nutzen die Lichtintensität des diffus reflektierten LED-Rotlichts auf einem Bezugshintergrund als Referenzsignal.

Funktionsweise von Reflexschranken

Reflexschranken nutzen Abweichungen vom Referenzsignal, das heißt Änderungen im Abstand oder der Lichtintensität, um Objekte zu detektieren. Der Sensor sendet beziehungsweise emittiert Licht auf einen statischen oder bewegten Hintergrund, wie zum Beispiel ein Förderband. Wird der Lichtstrahl durch ein Objekt unterbrochen, wird ein Schaltvorgang im Sensor ausgelöst. Voraussetzung ist lediglich, dass sich ein beliebiger Hintergrund im Erfassungsbereich des Sensors befindet, wodurch die Verwendung eines Reflektors entfällt.

Reflexschranken erfassen neben der Entfernung auch die Lichtintensität der diffusen Reflexion. Dies ermöglicht eine Detektion unabhängig von Objekteigenschaften wie Farbe oder Oberflächenbeschaffenheit.

Was ist der Unterschied zwischen Blindbereich und Mindestabstand?

Der Blindbereich bezieht sich auf das zu detektierende Objekt. Befindet sich ein Objekt im Blindbereich, so ist keine zuverlässige Detektion möglich. Der Mindestabstand hingegen definiert die untere Grenze der Reichweite bzw. die zulässige Entfernung des Bezugshintergrunds. Er gibt an, in welchem Abstand der Hintergrund zum Sensor platziert werden kann. Ist der Bezugshintergrund zu nah am Sensor positioniert, trifft das Licht nicht mehr auf das Empfangselement. Ein korrektes Einlernen des Sensors auf den Referenzhintergrund ist somit nicht möglich.

Haben Reflexschranken einen Blindbereich?

Reflexschranken weisen keinen Blindbereich auf, da sie neben dem Abstand auch die Veränderung der Lichtintensität zum eingelernten Bezugshintergrund berücksichtigen. Somit kann selbst ein Objekt, das sich direkt vor der Optik befindet, erfasst werden, da die vom Sensor empfangene Lichtintensität abgeschwächt wird. Jedoch ist zu berücksichtigen, dass ein Objekt, das sich im gleichen Abstand wie der Bezugshintergrund befindet und eine identische Remission aufweist, von einer Reflexschranke nicht erkannt werden kann.

Beispiel Reflexschranke P1PM:
Zulässige Entfernung des Bezugshintergrunds: 100…1.000 mm auf Edelstahl (100 mm ist minimaler Abstand zwischen Hintergrund und Sensor, jedoch kein minimaler Abstand zwischen Objekt und Sensor)
Blindbereich: Kein Blindbereich aufgrund des zweistufigen Erfassungsprinzips

Welche Teachmodi haben Reflexschranken?

Zur sicheren Objekterkennung vor statischem oder bewegtem Hintergrund können beide Betriebsarten über IO-Link eingestellt werden. Dadurch können beide Modi getestet werden, um den Sensor optimal an die Applikation anzupassen. Das Einstellen zwei separater Teachmodi bietet den Vorteil, dass ein äußerst flexibles und einfaches Einlernen von Reflexschranken möglich ist. Zusätzlich besteht die Option, eine bereits voreingestellte Variante zu wählen.

Teach-in auf einen statischen Bezugshintergrund

Objekterkennung vor statischem Referenzhintergrund wie zum Beispiel einem Maschinenteil aus Edelstahl
Einlernen auf den Hintergrund erfolgt per Tastendruck
Visuelle Bestätigung durch Status-LEDs bei erfolgreichem Teach-in

Teach-in auf einen bewegten Bezugshintergrund

Objekterkennung vor bewegtem Referenzhintergrund wie zum Beispiel bewegten Förderbändern
Einlernen auf bewegten Hintergrund durch Tastendruck für anwendungsspezifische Teach-in-Sequenz
Ausgleich von Vibrationen, Verschmutzungen und Unebenheiten durch automatische Anpassung des Sensors während des Teach-in

Einsatzmöglichkeiten von Reflexschranken zur Objekterkennung

Anwesenheitskontrolle

Kontrasterkennung

Füllstandskontrolle

Auswurfkontrolle

Das ist beim Einbau von Reflexschranken zu beachten

Hintergrundfarben

Für eine zuverlässige Detektion muss zwischen dem Objekt und dem eingelernten Bezugshintergrund ein deutlicher Kontrast bestehen.

Tipp: Bei geringem Kontrastunterschied großen Abstand zwischen Objekt und Hintergrund wählen!

Stark glänzende, spiegelnde und unebene Hintergründe

Bei stark reflektierenden, glänzenden oder unebenen Oberflächen sollte darauf geachtet werden, dass keine direkten Reflexionen auf die Empfangsoptik fallen, da sie die Objekterkennung beeinträchtigen können.

Tipp: Den Sensor in einem leicht geneigten Winkel positionieren!

Stufen, Kanten und Vertiefungen

Um eine zuverlässige Detektion zu gewährleisten, muss der Lichtfleck direkt auf den Bezugshintergrund ausgerichtet sein.

Tipp: Sensor auf einen definierten Hintergrund ausrichten!

Bewegter Hintergrund

Bei bewegten Bezugshintergründen wie beispielsweise Förderbändern sollte die Bewegung im rechten Winkel zur Sender-/Empfängerachse des Sensors erfolgen, um direkte Reflexionen auf den Empfänger zu vermeiden.

Tipp: Sensor orthogonal einbauen!

Wie ordnen sich Reflexschranken in das Portfolio ein?

Reflextaster energetisch
Energetische Reflextaster werden bei der Objekterkennung ohne Hintergrund eingesetzt. Sie prüfen Objekte auf Anwesenheit, kontrollieren Stapelhöhen oder führen Zählaufgaben durch.

Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Unabhängig von Objekteigenschaften wie Form, Farbe oder Glanz erkennen und messen Reflextaster mit Hintergrundausblendung Objekte vor einem definierten Hintergrund.

Spiegelreflexschranken universal
Aufgrund des integrierten Polarisationsfilters eignen sich Spiegelreflexschranken universal auch für die Erkennung glänzender, verchromter oder spiegelnder Oberflächen.

Kachel Spiegelreflexschranken für transparente Objekte

Spiegelreflexschranken für transparente Objekte
Neben glänzenden, verchromten oder spiegelnden Oberflächen erfassen und zählen Spiegelreflexschranken für transparente Objekte auch Glas, PET oder Folien mittels Rotlicht.

Einweglichtschranken
Durch ihre hohe Reichweite gewährleisten Einweglichtschranken selbst in stark verschmutzter Umgebung eine zuverlässige Detektion. Varianten mit Laserlicht können selbst kleinste Objekte erkennen.

Reflexschranken
Reflexschranken eignen sich zur berührungslosen Objekterkennung ohne Reflektor mittels LED-Rotlicht, unabhängig von Objektfarbe, -form und Oberfläche.

Typische Anforderungen im Vergleich

Reflexschranken können vielfältig eingesetzt werden. Dank ihres zuverlässigen Schranken- und Tastprinzips eignen sie sich zur Erkennung von Objekten unabhängig von Farbe, Form und Oberfläche:

	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Reflexschranken
Reflextaster energetisch
Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Spiegelreflexschranken universal
Spiegelreflexschranken für transparente Objekte
Einweglichtschranken

Reflexschranken können vielfältig eingesetzt werden. Dank ihres zuverlässigen Schranken- und Tastprinzips eignen sie sich zur Erkennung von Objekten unabhängig von Farbe, Form und Oberfläche:

Reflexschranken
Reflexschranken	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Reflextaster energetisch
Reflextaster energetisch	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Reflextaster mit Hintergrundausblendung	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Spiegelreflexschranken universal
Spiegelreflexschranken universal	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Spiegelreflexschranken für transparente Objekte
Spiegelreflexschranken für transparente Objekte	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte
Einweglichtschranken
Einweglichtschranken	Erfassungsbereich	Ansprechzeit	Objekterkennung vor Hintergrund	Erkennung semitransparenter Objekte	Erkennung glänzender und dunkler Objekte