Markus Imbach, Product Manager, Andrea Memminger-Wäsch, Marketing Manager, Sensor Solutions, Baumer Electric AG
1. Energieeffiziente LED-Lampen – eine helle Herausforderung für optoelektronische Sensoren 2. Fremdlichtsicherheit für höchste Zuverlässigkeit 3. Vielseitige Sensoren-Baureihe 4. Smart, intuitiv bedienbar und digital Connected
Haben Sie mal ausgerechnet, wie viel es kostet, wenn Fertigungsmaschinen auch nur kurz ausfallen? Angesichts der engen Taktung heutiger effizienter Produktionsprozesse kann auch eine kurze Verzögerung teure Konsequenzen haben. Neben der Software stellt auch die Sensorik eine potenzielle Fehlerquelle dar. Denn wenn ein Sensor ein Objekt oder eine Position nicht zuverlässig und in der vorgesehenen Geschwindigkeit erkennt, kann das den gesamten Prozess stören. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit, der hohen Reichweite, sowie einem sichtbaren und fokussierten Lichtstrahl, bieten optische Miniatursensoren die perfekte Voraussetzung für den Einsatz in der modernen Fertigung. In modernen Produktionsumgebungen stehen optoelektronische Sensoren jedoch vor verschiedenen Herausforderungen.
Energieeffiziente LED-Lampen – eine helle Herausforderung für optoelektronische Sensoren
Die erste Herausforderung besteht in der zunehmenden Verbreitung von leuchtstarken LED-Leuchten, etwa als Deckenbeleuchtung oder im Belichtungssystem von Kameras. LED-Leuchten bieten eine hohe Energieeinsparung von bis ca. 90% sowie eine deutlich längere Lebensdauer als konventionelle Leuchtmittel wie Glühlampen oder Leuchtstofflampen. LED-Leuchtmittel werden jedoch typischerweise mit sehr viel höheren Frequenzen im Bereich von 50 kHz – 150 kHz moduliert und weisen je nach Vorschaltgerät unterschiedliche Eigenschaften (Ripple, Mittenfrequenz, Frequenzänderung, Signalform) auf. Das macht LED-Leuchtmittel zu einer potenziellen Störquelle für Lichtschranken und Lichttaster. Diese senden Lichtpulse im Mikrosekundenbereich mit Repetitionsraten von 10 kHz – 30 kHz aus. Bei einer Unterabtastung des Störsignals durch den Sensor kann es somit zu niederfrequenten Störsignalen kommen und es werden Fehlschaltungen verursacht, da diese Störsignale nicht innerhalb der Messzykluszeit kompensiert werden können. Neben der Beleuchtung führen auch andere Sensoren oder indirekte Reflexionen – etwa durch glänzende Maschinenteile – zu Störeinflüssen. Diese verlangsamen die Messzyklen bei vielen optoelektronischen Sensoren. Enge Platzverhältnisse erhöhen die Wahrscheinlichkeit für Störungen zusätzlich, da dort die Sensoren in kurzen Abständen zueinander verbaut werden. Eine weitere Herausforderung liegt in der Erkennung von „schwierigen“ Objekten. Das sind für optoelektronische Sensoren etwa solche mit einer tiefschwarzen oder glänzenden Oberfläche aber auch transparente Objekte. Die physikalischen Eigenschaften wie Remission, Absorption und Transmission dieser Objekte bereiten Sensoren beim Umwandeln der Lichtstrahlen in elektrische Signale Schwierigkeiten, da zu wenig Licht für eine zuverlässige Signalauswertung zurück zum Sensor kommt. Die optischen Miniatursensoren der Baureihe O200 bieten für diese Herausforderungen eine Lösung.
