Lasersensoren

Das Licht einer Laserlichtquelle wird im Gegensatz zu einer LED gebündelt ausgesendet und bildet somit einen geraden Lichtstrahl. Da das Licht sichtbar ist, kann der Lichtpunkt leicht erkannt werden. Bei reflektierenden Lasersensoren kann dadurch die Position auf dem Objekt sichtbar gemacht werden um eine optimale Positionierung für die Erkennung zu gewährleisten. Bei Lichtschranken-Lasersensoren kann die Installation schnell und genau durchgeführt werden, da die optische Achse einfach auszurichten ist und die Erfassungsposition problemlos bestimmt werden kann. Daraus ergeben sich Vorteile wie beispielsweise ein geringerer Installationsaufwand und präzisere Installation.

Lasersensoren senden ein stark gebündeltes Licht aus, das selbst über große Entfernungen nicht streut. Das bedeutet, dass eine Erkennung auch weit vom Sensorkopf entfernt möglich ist. Selbst wenn der Sensor z. B. in größerer Entfernung montiert werden muss (Roboterzellen, manuelle Eingriffe, hohe Temperaturen, spritzende Chemikalien usw.), ermöglicht der kleine Lichtpunkt die gewünschte Erkennung. KEYENCE bietet außerdem eine Vielzahl von Sensorköpfen an, die unter verschiedenen Installationsbedingungen eingesetzt werden können, darunter auch Typen mit variablen Lichtpunktgrößen und Typen, die besonders für einen großen Erkennungsabstand geeignet sind.

Sensoren mit LED-Lichtquellen sind empfindlich gegenüber Störungen durch Streulicht. Wenn diese Sensoren auf engem Raum im Inneren von Anlagen eingebaut sind, kann es durch unerwartete Reflexionen zu fehlerhaften Erkennungen kommen. Laserstrahlen erzeugen auch bei engen Platzverhältnissen kein Streulicht. Sie breiten sich in gerader Linie aus und ermöglichen so eine Erkennung mit kleinem Lichtpunkt. Man kann reflektierende Lasersensoren auch innerhalb von Anlagen installieren, um Objekte zu erkennen, oder Lichtschranken-Lasersensoren verwenden, um Lücken zu erkennen und zu überwachen. KEYENCE bietet eine breite Produktpalette an kompakten Sensorköpfen, die entsprechend den Einbaubedingungen ausgewählt werden können.

Die verbleibende Folienmenge wird mit einem Laserstrahl erfasst, der auf die Seite der Folienrolle gerichtet ist. Bei Rollenmaschinen und automatischen Verpackungsmaschinen sorgt dies für die rechtzeitige Zuführung neuer Folie (Grundmaterial) und verhindert somit Stillstände. Die KEYENCE-eigenen Lasersensoren (LR-ZH) verfügen über die U.C.D.-Funktion (Universal Change Detection), die die verbleibende Menge an transparenter Folie erkennen kann. Wenn kein Hintergrund vorhanden ist, kann die Rolle in Kombination mit einem dahinter angebrachten Reflektor erkannt werden.

Die Installation eines abstandsbasierten Lasersensors (Laser-Wegmesssensor) ermöglicht eine konsistente Regelung während des Transfers einer Folien- oder Gewebebahn. KEYENCE bietet eine breite Produktpalette an Laser-Wegmesssensoren mit sehr großer Reichweite, die selbst bei Entfernungen von bis zu 3500 mm eine genaue Erkennung ermöglichen. Diese Entfernung bietet flexible Einbaumöglichkeiten und sorgt für eine stabile Erkennung, ohne dass der Bediener in Gefahr gerät.

Der bildbasierte Höhenvergleichssensor der Modellreihe IX kann gleichzeitig die Höhe an mehreren Punkten sowie das Vorhandensein von Teilen und Materialien erkennen, ohne durch Positionsabweichungen eines Objekts beeinflusst zu werden. Der Sensor kann bis zu 16 Punkte innerhalb des Bildfeldes von 108,5 × 81 mm erkennen. Neben der Anwesenheitserkennung von mehreren Schrauben an Fahrzeugteilen kann durch die Höhendifferenzierung mittels Laser auch gleichzeitig eine falsche Schraubenhöhe überprüft werden. Die Kamera kann die Merkmale des Objekts speichern. Auch wenn das Objekt anders platziert ist, wird die Position im Bildbereich korrigiert und es können genaue Punkte erkannt werden. Da die Erkennung auf der Differenz zwischen der Referenzhöhe und der Höhe des Objektpunktes basiert, können sowohl eine Neigung des Objekts als auch falsche Teilehöhen erkannt werden. Dies ist sogar möglich, wenn die Objektteile die gleiche Farbe haben, wie z. B. Karosserierahmen und schwingungsdämpfendes Material.

Wenn Umgebungslicht, wie z. B. das Licht einer gepulsten Inverter- oder Leuchtstofflampe, in den Empfänger eines Lasersensors einfällt, kann der Sensor es fälschlicherweise als Reflexion des von ihm ausgesandten Lichts werten. Um dieses Problem zu vermeiden, installieren Sie eine Abschirmung zwischen dem Empfänger des Sensors und der Quelle des Umgebungslichts, damit der Sensor das Umgebungslicht nicht empfängt. Stellen Sie alternativ den Winkel des Empfängers so ein, dass das Umgebungslicht nicht direkt einfallen kann. Sorgen Sie außerdem für einen möglichst großen Abstand zwischen der Quelle des Umgebungslichts und dem Empfänger. In einigen Fällen kann die Verwendung einer Gleichstromlichtquelle zu geringeren Sensorfehlschaltungen führen.

Transparente Objekte haben eine hohe Lichtdurchlässigkeit. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Anwesenheitserkennung von transparenten Objekten aufgrund eines zu geringen Unterschieds in der empfangenen Lichtintensität fehlschlägt. Manchmal kann sich eine geringfügige Änderung der empfangenen Lichtintensität, wie z. B. durch die Position des Reflektors, negativ auf die Erkennung auswirken. Um dieses Problem zu lösen, montieren Sie den Sensor in Bezug auf die Einfallsrichtung des Laserstrahls am besten abgewinkelt zum transparenten Objekt und nicht lotrecht zur optischen Achse. Durch das Abschrägen wird die Strahlfläche vergrößert und es werden vom Empfänger weniger Spiegelreflexionen des zu erkennenden Objekts empfangen. Dies sollte zu Verbesserung der Erkennung des Objekts führen. Wenn Sie ein retro-reflektierendes Modell verwenden, können Sie durch die Wahl eines Typs mit großem Lichtpunkt die durch die Reflektorposition verursachte Variation der reflektierten Lichtmenge verringern. Wenn geringste Unterschiede in der Lichtintensität erkannt werden müssen, erlaubt die Verwendung eines Modells mit separater Auswerteeinheit eine visuelle Darstellung der empfangenen Lichtintensität, was die Einrichtung vor Ort erleichtert. Die Verwendung einer Auswerteeinheit mit einer Funktion zur automatischen Korrektur der eingestellten Lichtintensitätswerte könnte ebenfalls hilfreich sein.

Spiegelnde Objekte neigen zur Spiegelreflexion von Licht. Wenn sich die Neigung des Objekts ändert, wird der in einer geraden Linie verlaufende Laserstrahl möglicherweise nicht richtig zum Empfänger reflektiert, was zu einer unzureichenden empfangenen Lichtintensität führt. Als Gegenmaßnahme sollten Sie bei Verwendung eines reflektierenden Lasers oder eines Lasermodells mit festem Erkennungsabstand das Objekt absichtlich in einer leicht geneigten Position erfassen. Alternativ visieren Sie einen nicht spiegelnden Teil des Objekts an, sofern vorhanden, um die Erkennung zu erleichtern. Sollte die Erkennung mit einem reflektierenden Laser oder einem Lasermodell mit festem Erkennungsabstand nicht möglich sein, wählen Sie ein Lichtschranken- oder retro-reflektierendes Modell. Diese Typen sind hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit unempfindlicher. Wählen Sie einen Lichtleitersensor oder einen anderen Typ mit breiterer Streuung. Wenn das spiegelnde Objekt in einem Winkel vorbeigeführt wird, treten weniger Fluktuationen der empfangenen Lichtintensität auf.