Abbild des O200-Reflexions-Lichttaster

Bild 1: Die O200-Reflexions-Lichttaster mit Hintergrundausblendung von Baumer sind unter anderem für Applikationen mit extremem Fremdlichteinfluss bei Reichweiten von bis zu 120 mm ausgelegt (Quelle: Baumer Electric AG)

Optische Miniatursensoren kommen aufgrund ihrer Vielseitigkeit, ihrer hohen Reichweite sowie einem sicht­baren und fokussierten Lichtstrahl in einer Vielzahl von Anwendungen im Fertigungsumfeld zum Einsatz. Allerdings haben optoelektronische Sensoren in modernen Produk­tionsumgebungen auch eine Reihe an Herausforderungen zu meistern. Die erste besteht in der zunehmenden Verbreitung von LED-Beleuchtung, die bezüglich Energieeffizienz eine der vielversprechendsten Innovationen des 21. Jahrhunderts darstellt. So bieten LED-Leuchten im Vergleich zu konventionellen bzw. früher zumeist verwendeten Leuchtmitteln, wie Glühlampen oder Leuchtstofflampen, Energieeinsparungen von bis ca. 90 % sowie eine längere Lebensdauer. Dementsprechend finden sich immer häufiger hoch effiziente und leuchtstarke LED-Leuchten, etwa als Deckenbeleuchtung oder im Belichtungssystem von Kameras, auch im Fertigungsumfeld. LED-Leuchten werden jedoch typischerweise mit höheren Frequenzen im Bereich von 50 kHz bis 150 kHz moduliert und weisen je nach Vorschaltgerät unterschiedliche Eigenschaften, zum Beispiel Ripple, ­Mittenfrequenz, Frequenzänderung oder Signalform, auf. Das macht sie zu einer potenziellen Störquelle für Lichtschranken und Lichttaster. Diese senden Lichtpulse im Mikrosekundenbereich mit Repetitionsraten von 10 kHz bis 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 für optoelektronische Sensoren stellen Objekte mit einer tiefschwarzen oder glänzenden Oberfläche dar und ebenso transparente Objekte (Bild 2). 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 gelangt. Mit seinen optischen Miniatursensoren der Baureihe O200 bietet Baumer für all diese Herausforderungen eine Lösung.

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