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Zuverlässige Objekterkennung mit dem Schrankenprinzip

Das Schrankenprinzip ist ein Funktionsprinzip, bei dem ein Schaltvorgang ausgelöst wird, sobald der Lichtstrahl durch ein Objekt unterbrochen wird. Sensoren, die nach diesem Prinzip arbeiten, werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.

Schrankenprinzip mit wenglor-Sensoren

Bauformvielfalt

Einsatz in unterschiedlichen Branchen und rauen Umgebungen, wie Dampf, Nebel, Staub

Hohe Flexibilität

Präzise Objekterkennung auf kurze und lange Distanz

Hohe Zuverlässigkeit

Sichere Erkennung verschiedenster Objekte, auch tiefschwarze und glänzende Objekte

Geschwindigkeit

Hohe Schaltfrequenz und kurze Ansprechzeiten möglich

Funktionsweise des Schrankenprinzips

Wird beim Schrankenprinzip der vom Sender ausgesandte Lichtstrahl durch ein Objekt oder eine Person unterbrochen, trifft kein oder weniger Licht auf die Empfängeroptik und es wird ein Schaltvorgang ausgelöst. Der Lichtstrahl vom Sender zum Empfänger bildet dabei die „Schranke". Es gibt auch Varianten, die auf Ultraschall basieren. Mit diesem Prinzip können Objekte unabhängig von Farbe, Form und Oberfläche zuverlässig erkannt werden. Typische Anwendungen sind die Überwachung von Produktions- oder Verpackungslinien, die Füllstandskontrolle und das Zählen von Objekten. Um Anlagen und Gefahrenbereiche zuverlässig abzusichern, gibt es im Bereich der Sicherheitstechnik spezielle Produkte mit besonderen Anforderungen.

Wie kann eine Schrankenlösung realisiert werden?

Sender und Empfänger als separate Einheiten

Sender und Empfänger sind in separaten Gehäusen untergebracht und stehen sich gegenüber. Dadurch sind sie optimal für Anwendungen mit größerer Distanz geeignet. Zudem erkennen sie zuverlässig undurchsichtige und spiegelnde Objekte.

Sensorlösungen:

Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse

Sender und Empfänger können sich auch in einem U-förmigen Gehäuse gegenüberliegen. Typisch dafür ist der geringe räumliche Abstand zwischen Sender und Empfänger. Diese Sensoren detektieren zuverlässig kleinste Teile und bieten eine einfache Montage.

Sensorlösungen:
Spiegelreflexschranke überprüft Anwesenheit von Glasflaschen

Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse, gegenüberliegend ein Reflektor

Sender und Empfänger befinden sich in einem Gehäuse, während auf der gegenüberliegenden Seite ein Reflektor positioniert wird. Reflexschranken erfordern lediglich einen definierten Hintergrund, wodurch die Montage eines Reflektors entfällt. Dieses Prinzip eignet sich besonders für Anwendungen mit hoher Reichweite sowie zur Erkennung glänzender, verchromter und transparenter Objekte.

Sensorlösungen:

Weitere Sensorprinzipien im Vergleich

Reflextaster Icon Grau
Tastprinzip
Tastprinzip
Sender und Empfänger sind in einem Gehäuse integriert. Der vom Sender ausgesandte Sendestrahl trifft auf ein Objekt und wird zum Empfänger reflektiert. Die Detektion des Objektes erfolgt durch das reflektierte Licht oder durch Ultraschallwellen, die auf den Empfänger treffen.
Time-of-Flight-Messprinzip
Time-of-Flight-Messprinzip
Der Sender sendet Licht aus, das von einem Objekt oder einem Reflektor zurück zum Empfänger reflektiert wird. Gemessen wird das Zeitintervall vom Aussenden des Lichtimpulses zum Objekt und zurück. Aus der Zeit und der Lichtgeschwindigkeit ergibt sich die entsprechende Entfernung zum Objekt. 
Triangulationsprinzip
Triangulationsprinzip
Bei diesem Verfahren wird ein Lichtpunkt auf das Messobjekt projiziert. Das Objekt reflektiert das Licht und trifft in einem bestimmten Winkel auf das Empfangselement im Sensor. Der Abstand wird anhand der Position des Lichtflecks auf dem Empfangselement bestimmt.
Spiegelreflexschranken Icon Grau
Energetisches Prinzip
Energetisches Prinzip
Beim energetischen Prinzip wird die Intensität des empfangenen Signals zur Auswertung verwendet.

Einsatzmöglichkeiten von Schrankenlösungen

Detektion von Batteriezellen durch Spiegelreflexschranken für transparente Objekte

Bei der Montage von Batterieeinheiten werden einzelne Zellen zu Modulen gruppiert. Zuvor geprüfte Zellen, die untauglich sind, werden separiert und in sogenannten Bahnhöfen gesammelt. Die Kapazität dieser Sammelplätze wird durch Spiegelreflexschranken für transparente Objekte überwacht. Übersteigt die Anzahl verfügbarer Plätze eine definierte Grenze, löst der Sensor ein Signal aus.

Klappenabfrage an Automobilkarossen durch Lichtgitter für Messaufgaben

Lichtgitter für Messaufgaben werden bei der Pkw-Montage an mehreren Positionen eingesetzt, um die exakte Klappenposition von z. B. Motorhauben oder Heckklappen zu prüfen und mögliche Kollisionen zu vermeiden.

Eingriffschutz an Hochspannungs-Prüftischen durch Sicherheits-Lichtvorhänge für Fingerschutz

Um ein Eingreifen eines Bedieners an den Prüftischen im Hoch- und Niedervoltbereich zu verhindern, werden die Anlagen mit Sicherheits-Lichtvorhänge mit Fingerschutz abgesichert. Diese werden platzsparend und bündig motiert, sodass kein Blindbereich entsteht und die Anlage komplett abgesichert ist. Das Schutzfeld ist somit über die gesamte Gehäuselänge aktiv. Wird ein Eingriff in das Schutzfeld registriert, stoppt die Anlage sofort.

Bereichsabsicherung beim automatisierten Handling von Kunststoffteilen durch Sicherheits-Lichtvorhänge mit Handschutz

Zur Bereichsabsicherung von vollautomatischen Roboterzellen bei der Herstellung von Kofferraumverkleidungen werden an den Entnahmestellen vertikale und horizontale Sicherheits-Lichtvorhänge montiert. Diese Vorhänge reagieren sofort auf Eingriffe per Hand oder Betreten der Anlage und stoppen die Maschine.

Überstandskontrolle in Palettenlagern durch Einweglichtschranken

In automatisierten Palettenlagern werden an den äußeren Enden der Regale auf jeder Ebene Einweglichtschranken installiert, um herausragende Paletten sofort zu erkennen. Die Lichtschranken arbeiten zuverlässig über große Distanzen und bei Störeinflüssen.

Anwesenheitskontrolle von Paletten im Tiefkühl-Hochregallager durch Einweglichtschranken

Um die Anwesenheit von Paletten vor und nach jeder Übergabeposition zu gewährleisten, werden in Tiefkühllogistikzentren Einweglichtschranken eingesetzt. Während Lösungen mit Reflektor aufgrund von Verschmutzungen keine Prozesssicherheit bieten, schalten die Einweglichtschranken, zuverlässig.

Auswurfkontrolle von dünnen Versandtaschen auf einem Förderband durch Spiegelreflexschranke mit Lichtband

In der Intralogistik muss das Sortieren von dünnen Versandtaschen, so genannte Flats, überwacht werden, um einen reibungsfreien Materialfluss zu gewährleisten. Auf den abfallenden Auswurfbahnen werden dazu seitlich Spiegelreflexschranken mit Lichtband installiert, welche die Flats ab der vordersten Kante und über die gesamte Bahnbreite genau erfassen.

Höhenkontrolle von Europaletten für Folieranlagen durch Lichtgitter für Messaufgaben

Vor dem Einfolieren von Ware auf Paletten muss die genaue Höhe der beladenen Palette gemessen werden. Dazu wird vor dem Folienwickler ein Lichtgitter für Messaufgaben installiert, das die Höhe der Ware ermittelt und diese dann für den Versand ausreichend foliert.

Zonenabsicherung in Stretchfolienanlagen durch Sicherheits-Mehrstrahllichtgitter

In Stretchfolienanlagen muss der Gefahrenbereich zuverlässig Abgesichert sein. Dazu werden Sicherheits-Mehrstrahllichtgitter an der Förderstrecke installiert, sodass die Paletten sicher für den Folierprozess ein- und ausgeführt werden können.

Zählen von Kanülen für Spritzen durch Einweglichtschranken

Vor dem Verpacken von Kanülen für Spritzen muss die richtige Anzahl an Objekten pro Packeinheit sichergestellt werden. Einweglichtschranken erfassen und zählen zuverlässig kleinste Teile, unabhängig von deren Form, Farbe oder Oberfläche.

Positionskontrolle von Trays durch Spiegelreflexschranken

Vor der Versiegelung von Trays mit einer Folie muss deren korrekte Positionierung in den Verpackungsanlagen sichergestellt werden. Eine Spiegelreflexschranke mit Laserlicht wird seitlich am Förderband angebracht und erfasst die Oberkante des Trays. Durch den feinen Laserstrahl wird sichergestellt, dass alle zu versiegelnden Trays korrekt positioniert sind und nicht höher stehen als vorgesehen.

Positionsprüfung von Werkzeugen in Schalenversiegelungsmaschinen durch Gabellichtschranken

Schalensiegelmaschinen werden in der Verpackungsindustrie eingesetzt, um Kunststoffschalen unter Druck und Hitze mit einem Foliendeckel zu versiegeln. Zur sicheren Erfassung der Werkzeugposition ist seitlich eine Gabellichtschranke im Miniaturformat angebracht, die sogenannte Schaltfahnen am Werkzeug trotz Bewegungsspielraum unabhängig von Material und Farbe sicher erkennt.

Vorderkantenerfassung von Weichkäse durch Einweglichtschranken

Bei der Herstellung von Weichkäse wird seitlich eine Einweglichtschranke mit gegenüberliegendem Empfänger installiert, die die Vorderkanten der Käsestücke erfasst, um den Verpackungsprozess einer speziellen Schlauchbeutelmaschine auszulösen, den Abstand zwischen den Objekten zu überwachen und Staus zu verhindern.

Erkennen von roten Kunststoffboxen für Fleischware durch Spiegelreflexschranken

Bei der Fleischproduktion werden die Fleisch- und Wurstwaren in roten Kunststoffkisten auf Förderbändern transportiert. Nach dem Verpackprozess müssen die leeren Boxen in speziellen Kistenwaschanlagen hygienisch mit Hochdruck und Reinigungsmitteln gesäubert werden. Eine universelle Spiegelreflexschranke mit Rotlicht erfasst die einfahrenden Boxen und startet den Waschvorgang.

Positionsüberwachung von Kronkorken durch Gabellichtschranken

In der Getränkeindustrie überprüfen Gabellichtschranken die Anwesenheit von Verschlüssen auf Flaschen. Mit ihrem kolliminierten Lichtstrahl erkennen sie auch transparente Objekte bis zu einer Größe von nur wenigen Mikrometern sicher.

Auslaufkontrolle von Holzbrettern in Hobelmaschinen durch Einweglichtschranken

Zum sicheren Ein- und Ausführen von Holzdielen in Holzhobelmaschinen wird seitlich am Auslauf eine Einweglichtschranke installiert. Wenn der Lichtstrahl nicht mehr durch das Holzbrett unterbrochen wird und auf den Empfänger trifft, hat das Brett die Maschine vollständig verlassen und ein neues Objekt wird eingezogen.

Anwesenheitsprüfung von Baumstämmen an einer Gattersäge durch Einweglichtschranken

In großen Sägewerken werden Baumstämme nach dem Sägen automatisch über ein Förderband abtransportiert. Am Ende der Maschine ist eine Einweglichtschranke installiert. Diese erkennt auch bei rauen Umgebungsbedingungen und Fremdlicht zuverlässig die Anwesenheit der Stämme und aktiviert das Förderband für den Abtransport.

Detektion von Europaletten durch Spiegelreflexschranke

Ein reibungsloser Warenfluss auf Rollenstauförderern erfordert das zuverlässige Erkennen von Paletten. Werden die Objekte in derselben Drehrichtung und Position gefördert, ist für diese Detektion eine seitlich an der Förderstrecke installierte Spiegelreflexschranke ideal. Eine präzise Punktabfrage per Rotlicht über die gesamte Bahnbreite hinweg ist durch die Einlinsenoptik ohne Blindbereich möglich.

Längenvermessung von Baumstämmen durch Lichtgitter für Messaufgaben

Zur Bestimmung der Länge von Baumstämmen, können Lichtgitter für Messaufgaben eingesetzt werden. Die Lichtgitter erfassen den gesamten Stammquerschnitt und schalten, sobald die Vorderkante die Strahlen unterbricht. Das Signal endet, wenn die Hinterkante erreicht ist. Aus der Dauer des Schaltsignals in Verbindung mit der Geschwindigkeit des Förderbandes kann dann die Länge des Stammes in Metern errechnet werden.

Gefahrenbereichsabsicherung in der Fensterprofilproduktion mit Sicherheits-Lichtvorhängen für Handschutz

Sicherheits-Lichtvorhänge für Handschutz werden bei der Herstellung von Fensterprofilen zur Zonenabsicherung eingesetzt.  Beim Betreten der Sicherheitszone wird die Anlage sofort gestoppt. Die Schutzeinrichtungen können mehrere Bereiche über große Entfernungen überwachen und je nach Aufbau der Bereiche kann die Anlage trotz der Unterbrechung in einer anderen Zone ungestört weiterarbeiten.

Zugangsabsicherung an einer Stapelvorrichtung durch Sicherheits-Mehrstrahllichtgitter

Um die Sicherheit von Arbeitenden beim automatisierten Be- und Entladen von Palettierstationen zu gewährleisten, werden Sicherheits-Mehrstrahllichtgitter installiert, die die Anlage rundum absichern. Mit Hilfe von Umlenkspiegeln können sogar ganze Flächen über Ecken abgesichert werden.

Platinendetektion auf Transportmodulen durch Lichtleiter-Verstärker und mehrere Lichtleitkabel

Um einen sicheren Transport von Platinen zu gewährleisten, sind in den engen Seitenwangen Lichtleitkabel mit Sender und Empfänger angebracht, die die Platinen an jeder Station zuverlässig erkennen.

Positions- und Anwesenheitskontrolle von Steckerbauteilen durch Lichtleitersensoren

Bei der Herstellung von Steckverbindern für Hochvolt-Bordnetze von Elektro- und Hybridfahrzeugen werden Lichtleiter eingesetzt, um die Anwesenheit und korrekte Position der Stecker zu überprüfen. Durch ihre kompakte Bauform sind sie ideal für Bereiche, in denen nur sehr wenig Platz für die Abfrage zur Verfügung steht.

Zählen von elektronischen Kleinst-Bauteilen mithilfe von Gabellichtschranken

Damit in den Verpackungen von elektronischen Kleinstbauteilen immer die korrekte Anzahl an Teilen landet, werden Miniatur-Gabellichtschranken an dem Förderband befestigt. Der Gabelsensor zählt und erfasst die durchlaufenden Objekte unabhängig von ihrer Form, Farbe und Position.

Werkzeugbruchkontrolle an Bohr- und Fräsköpfen durch Einweglichtschranke

Bei automatisierten Dreh-, Fräs- oder Bohrmaschinen müssen bei jedem Werkzeugwechsel die Qualität und der Zustand der Bohr- und Fräsköpfe überprüft werden. Eine Einweglichtschranke erfasst die Wekzeugspitze zuverlässig mit einem feinen Laserstrahl. Unterbricht der Lichtstrahl nicht, ist der Fräskopf kürzer und somit verschlissen oder gebrochen.

Materialtrennung in Getränke-Rücknahmeautomaten durch Einweglichtschranken

In Rücknahmeautomaten ist direkt hinter der Einwurf-Öffnung eine Einweglichtschranke, bestehend aus Sender und Empfänger, installiert, die das Material der eingeworfenen PET- oder Glasflaschen und Dosen erkennt. Auf diese Weise ist eine Sortierung und Wiederverwertung der Objekte  möglich.

Besucherzählung in Wertstoffhöfen durch universelle Spiegelreflexschranken

Auf Wertstoffhöfen muss die tägliche Besucheranzahl erfasst werden, um die Personalkapazitäten der Höfe untereinander optimal planen zu können. Dazu werden an den Ein- und Ausfahrtstoren je zwei universelle Spiegelreflexschranken mit Laserlicht installiert. Je nach Signalfolge kann dadurch sowohl gezählt als auch die Fahrtrichtung erkannt werden.

Anwesenheits- und Positionskontrolle von Etiketten für Hygieneprodukte durch Ultraschall-Gabelsensor

Ultraschall-Gabelsensoren werden bei der Herstellung von Pflegeprodukten zur Anwesenheits- und Positionskontrolle von Etiketten auf der Trägerfolie eingesetzt. Verschiedenfarbige, dunkle, transparente, bedruckte und sehr dünne Etiketten werden von den Sensoren bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässig erkannt.

Lösungen auf einen Blick

Sensoren

Produktflyer zum Herunterladen

Produktflyer P1XD
Produktflyer P1XD (902 KB)

Dieses Dokument gibt einen Überblick über die Lichtleiter-Verstärker der P1XD-Serie.

Produktflyer PNG//smart
Produktflyer PNG//smart (961 KB)

Dieses Dokument enthält den Flyer der PNG//smart-Sensoren. Photoelectronic Next Generation steht für ein neues Zeitalter smarter, optoelektronischer Sensoren. 

Produktflyer Ultraschallsensoren
Produktflyer Ultraschallsensoren (995 KB)

Dieses Dokument enthält den Produktflyer der Ultraschallsensoren.

Produktflyer Sicherheitstechnik
Produktflyer Sicherheitstechnik (1 MB)

Dieses Dokument bietet einen Überblick über wenglors Produkte der Sicherheitstechnik.

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