Matthias Sollmann, Global Product Manager Ultraschallsensorik, Pepperl+Fuchs SE in Mannheim
Inhaltsverzeichnis 1. Schallkeule trifft immer 2. Kompakt und robust 3. Flexible Software 4. Typische Einsatzfelder des Ultrachall-Sicherheitssensors
In der Interaktion zwischen Mensch und Maschine hat die Sicherheit des Personals absoluten Vorrang. Die sichere Vermeidung von Kollisionen und unerwünschten Annäherungen schützt aber auch die Maschinen selbst, ebenso die Ausrüstung und die in Bearbeitung befindlichen Produkte. Sicherheitskonzepte müssen heute auf hochdynamische Situationen abgestimmt sein und benötigen Sensoren, die bei Robustheit und Intelligenz ein hohes Niveau erreichen.
Schallkeule trifft immer
Für die Überwachung größerer räumlicher Bereiche kommen vor allem Sensoren in Frage, die ihre Ausgabedaten aus Schall- oder Lichtsignalen ableiten. Lichtstrahlen werden zwar von Dämpfen, Staub und Niederschlägen verschluckt; die optischen Eigenschaften der Zielobjekte beeinflussen diese durch zu viel oder zu wenig Reflektion.
Von solchen Eigenschaften lassen sich Ultraschallsensoren naturgemäß nicht irritieren. Schallwellen werden von der Umgebungsatmosphäre praktisch nicht beeinträchtigt und erreichen ihr Ziel auch bei Nebel, Regen und starker Staubentwicklung. Der Ultraschallwandler, der den detektierenden Schall sowohl aussendet als auch das signalerzeugende Echo auffängt, erfüllt seine Funktion auch bei starker Verschmutzung und anhaftenden Belägen. Zudem breiten sich die Schallwellen mit der Kontur einer Keule aus und treffen immer flächig auf das Zielobjekt. So werden auch unregelmäßige Oberflächen zuverlässig erkannt.
Beim USi-System wurde die Schallkeule speziell für Sicherheitsanwendungen modifiziert. Statt der üblichen radial symmetrischen Form mit kreisförmigem Querschnitt ist sie hier seitlich gestaucht. Aus der in einer Querachse stark verbreiterten Form ergibt sich ein elliptischer Querschnitt, mit dem sie am Zielobjekt einen großen Bereich abdecken kann. Der Erfassungsbereich beträgt 80 x 32 cm in 1,5 m Abstand; die maximale Reichweite beträgt 2,5 m.
Kompakt und robust
Die Schallkeule wird von einem mit 27 x 21 x 13 mm kompakten Ultraschallwandler erzeugt. Mit diesen Außenmaßen lässt er sich selbst bei sehr beengten Verhältnissen leicht unterbringen, so etwa am Ende eines Roboterarms oder im Gabelzinken eines Staplers. Die Voraussetzung für diese Bauform wird durch die Trennung des Wandlers von der Auswerteeinheit geschaffen. Während diese bei herkömmlichen Ultraschallsensoren im selben Gehäuse untergebracht sind, können sie beim USi-System bis zu 3 m Kabellänge entfernt installiert werden.
