Wie funktionieren optische Reflextaster zur Objekterfassung?
Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Welche Technologien werden in Reflextastern eingesetzt?
Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Reflextaster mit Hintergrundausblendung prüfen, ob sich das Objekt unterhalb des eingestellten Schaltabstands befindet. Gegenstände in größerer Entfernung zum Sensor werden als Hintergrund ausgeblendet. Der Schaltpunkt bei Reflextastern mit Hintergrundausblendung ist hierbei nahezu unabhängig von den Remissionseigenschaften des Objekts. Das wenglor-Portfolio umfasst Reflextaster mit Hintergrundausblendung, die nach dem Triangulations- oder Lichtlaufzeitprinzip arbeiten:Triangulation (elektronisch)
Bei der elektronischen Triangulation als eine Methode der Hintergrundausblendung wird das vom Objekt remittierte Licht auf ein Empfangselement im Sensor abgebildet, z. B. auf ein PSD. Die Position des Lichtflecks auf dem Empfangselement wird elektronisch ausgewertet.
Triangulation (mechanisch)
Wird das Empfangselement mechanisch mit einer außenliegenden Einstellschraube so verschoben, dass der Lichtfleck im gewünschten Schaltabstand auf das Empfangselement im Sensor (z. B. Doppeldiode) trifft, spricht man von mechanischer Triangulation. Der Schaltabstand kann ausschließlich über das Bedienelement (Multi-Turn, Single-Turn) eingestellt werden.
Lichtlaufzeitprinzip (Time-of-Flight)
Beim Lichtlaufzeitprinzip wird die Eigenschaft der konstanten Lichtgeschwindigkeit genutzt, um zu prüfen, ob sich das Objekt unterhalb des eingestellten Schaltabstands befindet. Hierzu sendet der Sensor kontinuierliche Lichtimpulse, die vom Objekt reflektiert werden. Daraufhin wird die Phasenverschiebung von ausgesendetem und empfangenem Signal bestimmt. Bei einem größeren Lichtfleck erfolgt eine gewichtete Mittelwertbildung.
Reflextaster energetisch
Energetische Reflextaster nutzen die von einem Objekt reflektierte Lichtintensität als Signal. Die Schaltschwelle wird entsprechend auf einen gewünschten Signalwert eingestellt. Der Schaltpunkt ist neben dem Abstand auch von den Remissionseigenschaften des Objekts abhängig. Denn Material, Farbe, Glanz oder Struktur bestimmen die Faktoren der empfangen Lichtintensität.Wofür ist welches Prinzip am besten geeignet?
Hintergrundausblendung mit Triangulationsprinzip
| Präzise Detektion von Objekten auch bei geringem Abstand zum Hintergrund |
| Kleine Objekte erkennen |
| Objekterfassung bis zu 1.200 mm |
| Hohe Schaltfrequenz und kurze Ansprechzeiten |
| Verschiedene Lichtarten, Bauformen, Bedienkonzepte |
Hintergrundausblendung nach dem Lichtlaufzeitprinzip (ToF)
| Anwesenheitsprüfung von Objekten bei hoher Tastweite |
| Materialunabhängige Detektion, auch schwarze und glänzende Objekte |
| Objekterfassung bis zu 2.500 mm |
| Hohe Fremdlichtsicherheit |
| Unempfindlich gegenüber Störeinflüssen wie Staub und Verschmutzung |
Objektdetektion durch das energetische Prinzip
| Anwesenheitsprüfung bei Standardanwendungen |
| Erfassungsbereich abhängig von Remissionseigenschaften des Objekts |
| Objekterfassung bis zu 700 mm |
| Sortieraufgaben, wie helle von dunklen Objekten zu unterscheiden |
| Besondere Lichtfleckabmessungen, z. B. Reflextaster mit Linie |
Neben den schaltenden Reflextastern zur Objekterfassung bietet wenglor ein breites Portfolio optischer Lasersensoren zur Distanzmessung an.
Breite Einsatzmöglichkeiten je Funktionsprinzip
Präzise Hintergrundausblendung mit Triangulation
Anwesenheitserkennung von Verpackungen auf Förderbändern durch Reflextaster mit Hintergrundausblendung
Verpackungen aus unterschiedlichen Materialien müssen auf Förderstrecken vor und nach dem Befüllen zuverlässig ab der vordersten Kante erfasst werden. Dazu werden an mehreren Stellen oberhalb des Förderbands Reflextaster mit Hintergrundausblendung angebracht. Dank der Lasersensoren mit hoher Schaltfrequenz und kleinem Leuchtfleck werden die Kanten der Objekte schnell und präzise erkannt. Die Hintergrundausblendung sorgt für ein sicheres Schaltverhalten trotz unterschiedlicher Hintergründe.
Verpackungen aus unterschiedlichen Materialien müssen auf Förderstrecken vor und nach dem Befüllen zuverlässig ab der vordersten Kante erfasst werden. Dazu werden an mehreren Stellen oberhalb des Förderbands Reflextaster mit Hintergrundausblendung angebracht. Dank der Lasersensoren mit hoher Schaltfrequenz und kleinem Leuchtfleck werden die Kanten der Objekte schnell und präzise erkannt. Die Hintergrundausblendung sorgt für ein sicheres Schaltverhalten trotz unterschiedlicher Hintergründe.
Störsichere Hintergrundausblendung bei großen Distanzen mit Time-of-Flight
Anwesenheitskontrolle von Holzplatten durch Reflextaster mit Hintergrundausblendung
In der Holzindustrie werden Platten aus Holz mit unterschiedlichen Farben, Formen und Oberflächen über Kettenförderer von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten geführt. Mehrere oberhalb der Förderstrecke montierte Reflextaster mit Hintergrundausblendung stellen dabei die Anwesenheit der Platten sicher. Durch ihre große Tastweite und den vergrößerten Lichtfleck erfassen die Sensoren Holzplatten unterschiedlichster Art, auch Platten mit dunklen Stellen, Maserungen oder Beschädigungen werden zuverlässig detektiert.
In der Holzindustrie werden Platten aus Holz mit unterschiedlichen Farben, Formen und Oberflächen über Kettenförderer von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten geführt. Mehrere oberhalb der Förderstrecke montierte Reflextaster mit Hintergrundausblendung stellen dabei die Anwesenheit der Platten sicher. Durch ihre große Tastweite und den vergrößerten Lichtfleck erfassen die Sensoren Holzplatten unterschiedlichster Art, auch Platten mit dunklen Stellen, Maserungen oder Beschädigungen werden zuverlässig detektiert.
Anwesenheitsprüfung von Objekten mit dem energetischen Prinzip
Anwesenheitsprüfung, Stapelhöhenkontrollen oder Zählaufgaben mit energetischen Reflextastern
Damit heißes Wasser in Kaffeemaschinen gleichmäßig durch die Kaffeekapseln hindurchgepresst und so ein einheitlicher Geschmack sichergestellt werden kann, müssen hauchdünne weiße Vliesstücke in die Kapseln eingelegt werden. Nachdem das Kaffeepulver in die Kapseln eingefüllt wurde und die Vliesstücke daraufgelegt wurden, kontrollieren energetische Reflextaster die Anwesenheit des Vlieses. Oberhalb des Förderbandes montiert, erkennen sie den Unterschied zwischen dem dunkleren Kaffeepulver und dem weißen Vlies zuverlässig – selbst bei hohen Bandgeschwindigkeiten.
Damit heißes Wasser in Kaffeemaschinen gleichmäßig durch die Kaffeekapseln hindurchgepresst und so ein einheitlicher Geschmack sichergestellt werden kann, müssen hauchdünne weiße Vliesstücke in die Kapseln eingelegt werden. Nachdem das Kaffeepulver in die Kapseln eingefüllt wurde und die Vliesstücke daraufgelegt wurden, kontrollieren energetische Reflextaster die Anwesenheit des Vlieses. Oberhalb des Förderbandes montiert, erkennen sie den Unterschied zwischen dem dunkleren Kaffeepulver und dem weißen Vlies zuverlässig – selbst bei hohen Bandgeschwindigkeiten.
Branchen, in denen Reflextaster bevorzugt zum Einsatz kommen
Holzindustrie
In der Holzindustrie kommen bevorzugt Reflextaster mit Hintergrundausblendung nach dem Lichtlaufzeitprinzip, z. B. die P1PH9-Sensoren, zum Einsatz.
Automobilindustrie
In der Automobilindustrie werden Reflextaster mit Hintergrundausblendung mit dem Prinzip der Winkelmessung (Triangulation), wie die P1PH-Sensoren, eingesetzt.
Verpackungsindustrie
Die Reflextaster mit Hintergrundausblendung nach dem Prinzip der Triangulation, wie die P1KH-Serie, lösen Anwendungen in der Verpackungsindustrie.
Elektronikindustrie
In der Elektronikbranche kommen P1KT-Sensoren, also energetische Reflextaster, zum Einsatz.
Logistik
Reflextaster mit Hintergrundausblendung nach dem Prinzip der Triangulation, wie die P1KH-Serie, werden in der Logistik eingesetzt.
Lebensmittelindustrie
Energetische Reflextaster, wie die OTII-Serie im Hygienedesign, werden in der Lebensmittelindustrie eingesetzt.
Hinweise zur richtigen Montage von Reflextastern
Stark glänzende, spiegelnde und unebene Objekte
Es sollte darauf geachtet werden, dass bei stark reflektierenden, glänzenden oder unebenen Oberflächen keine direkten Reflexionen auf die Empfangsoptik fallen, da sie die Objekterkennung beeinträchtigen können.
Tipp: Direkte Reflexionen durch die Positionierung vermeiden.
Stufen, Kanten und Vertiefungen
Um eine zuverlässige Detektion zu gewährleisten, muss der Lichtfleck direkt auf das Objekt ausgerichtet sein. Bei Varianten mit großem Lichtfleck sollte auf eine ausreichende Objektgröße geachtet werden.
Tipp: Den Lichtfleck vollständig auf das Objekt ausrichten.
Objektbewegung
Bei bewegten Objekten sollte die Bewegung im rechten Winkel zur Sender- bzw. Empfängerachse des Sensors erfolgen, um direkte Reflexionen auf den Empfänger zu vermeiden.
Tipp: Den Sensor orthogonal einbauen.
Hintergrund
Reflextaster mit Hintergrundausblendung nach Möglichkeit auf einen definierten, statischen Hintergrund ausrichten. Auf einen ausreichenden Abstand des Objekts zum Hintergrund entsprechend der Schalthysterese des Sensors achten.
Tipp: Den Sensor auf einen definierten Hintergrund, wie etwa ein statisches Maschinenteil, ausrichten.
