Optische Sensoren

Optische Sensoren haben einen großen Erkennungsbereich. So können tastende Sensoren Objekte aus einem Abstand von 5 Metern oder mehr erkennen. Optische Sensoren in Lichtschrankenbauweise können Objekte bis zu einer Entfernung von sogar 40 Metern erfassen.
Somit kann der Sensor auch in größerer Entfernung zum Objekt installiert werden, wodurch der Einfluss von Staub oder Öl minimiert werden kann. Optische Sensoren können zum Beispiel auch außerhalb eines Arbeitsbereichs von Robotern installiert werden, was die Gefahren einer Beschädigung minimiert.

Optische Sensoren sind sowohl bei schwach reflektierenden Objekten als auch bei stark reflektierenden Modellen (z.B. Metalle) in der Lage, eine stabile Erkennung zu gewährleisten. Der Grund für diese Vielseitigkeit ist die automatische Anpassung der Lichtintensität durch den Sensor.
Der optische Sensor der Modellreihe LR-W, der mit einer weißen Vollspektrum-LED arbeitet, eignet sich zum Beispiel sehr gut, um Objekte anhand ihrer Farben zu unterscheiden. Auch optische Sensoren, die mit RGB-Lichtquellen arbeiten, können Objekte anhand ihrer Farbe unterscheiden. Mit einem enstprechenden Sensorkopf der Modellreihe CZ kann ein Objekt sogar anhand des Anteils fluoreszierender Substanzen erkannt und unterschieden werden.

Optische Sensoren zur Anwesenheitserkennung bei KEYENCE können dank des Laser-Triangulationsprinzips einen minimalen Höhenunterschied von 0,5 mm erkennen. Somit können diese Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen, von der allgemeinen Objekterkennung bis zur Unterscheidung geringer Objekthöhen, eingesetzt werden. In Kombination mit einer geringen Ansprechzeit können optische Sensoren auch für Hochgeschwindigkeitsabfragen eingesetzt werden. Auswirkungen von Objektfarbe und -neigung werden durch die automatische Anpassung der Empfindlichkeit und Lichtintensität reduziert.

Der optische Sensor der Modellreihe LR-Z kann durch Laser-Triangulation Objekte anhand des Abstands oder der Höhe unterscheiden und erkennen. Neben der abstandsbasierten Erkennung kann der Sensor auch ein Lichtempfangsmuster aus empfangener Lichtmenge und dem Abstand als Referenz abspeichern und vergleichen.
Die D.S.C.-Funktion (Dynamic Stability Control) sorgt für eine stabile Erkennung, wobei eine Veränderung des Hintergrunds zum Beispiel aufgrund von Staub oder Schmutz berücksichtigt und die Leistung des Sensors entsprechend angepasst wird. Somit werden nur plötzliche Änderungen des Abstands oder der erfassten Lichtintensität erkannt.
Mit der U.C.D.-Funktion kann der Sensor darüber hinaus auch dünne oder transparente Objekte erkennen, da ein Lichtempfangsmuster (Kombination aus Abstand und Lichtintensität) als Referenz abgespeichert wird.

Die Modellreihe LR-T hat einen großen Erkennungsabstand (max. 5 m), wodurch die optischen Sensoren außerhalb des Transportweges von Objekten oder außerhalb des Bewegungsbereichs von Maschinenteilen installiert werden können. Somit werden Roboter- oder Bedieneraktivitäten nicht beeinträchtigt, was das Risiko einer Beschädigung am Sensor oder weiterer Peripherie reduziert.
Dank der einstellbaren Lichtpunktgröße kann eine zuverlässige Erkennung verschiedenster Objekte mit unterschiedlicher Größe oder Oberflächenbeschaffenheit gewährleistet werden.
Um auch bei stark reflektierenden Objekten eine stabile Erkennung zu erreichen, kann mittels der DATUM-Funktion eine Referenzfläche überwacht werden. Der optische Sensor blendet somit sämtliche Zustände aus und überwacht nur Objekte innerhalb der vorgegeben Referenz.
Somit bieten die optischen Sensoren der Modellreihe LR-T eine stabile Erkennung bei großen Erkennungsabständen.

Die Modellreihe AI erfasst ein Bild des zu prüfenden Objekts über eine Fläche, anstatt die Lichtintensität zur Erkennung zu verwenden. Die Helligkeit und Form des Zielobjekts werden erfasst, um die für die Erkennung geeigneten Merkmale automatisch zu extrahieren. Das AIA-System der Modellreihe AI bestimmt, wie ähnlich das erkannte Zielobjekt mit dem registrierten Referenzbild ist. Diese bildbasierte Methode ermöglicht eine stabile Erkennung von fehlausgerichteten Bauteilen, die mit bisherigen Modellen über lichtintensitätsbasierter Erkennung schwer zu detektieren wären. Die Modellreihe AI bietet zudem zwei Erkennungsmodi: Anwesenheitsprüfung und Differenzprüfung. Die Anwesenheitsprüfung kann in einem einfachen zweistufigen Vorgang eingerichtet werden. Der Differenzmodus hat lediglich 3 Einstellungsschritte. Die verwendeten Erkennungsprinzipien unterscheiden sich grundsätzlich von den Erkennungsmethoden sonstiger optischer Sensoren. Dennoch bietet die Modellreihe AI die gleiche Benutzerfreundlichkeit.

Optische Sensoren verwenden einen Laser oder eine LED als Lichtquelle und erkennen Objekte anhand der Intensität oder Position des reflektierten Lichts.
Bei Lichtleitersensoren befindet sich die Lichtquelle in einer Auswerteeinheit, deren Licht dann über einen Lichtwellenleiter geleitet wird. Somit liegt der Unterschied im Vorhandensein eines Lichtleiters, der das Licht zum Objekt richtet. Lichtleiter eignen sich besser zum Einsatz in engen Bauräumen oder Umgebungen mit speziellen Anforderungen, wobei hier die Auswerteeinheit über keine IP-Schutzklasse verfügen muss. Optische Sensoren mit integrierter Auswerteeinheit wiederum sind hier robuster und können unter widrigen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden.
Näherungssensoren oder auch Näherungsgeber gibt es in verschiedenen Funktionsarten (Hochfrequenz, Magnetisch, Kapazitiv), allerdings eignen sich solche Sensoren im Vergleich zu optischen Sensoren nur für geringe Erkennungsabstände.

Die Auswahl des richtigen optischen Sensors richtet sich nach verschiedenen Parametern. Der Erkennungsabstand, das Material der zu erkennenden Objekte sowie die Installationsumgebung spielen bei der Auswahl des optischen Sensors eine Rolle.
Optische Sensoren der Modellreihe LR-Z können Objekte abstandsbasiert bis zu einem Abstand von 500 mm erfassen, wobei Sensoren der Modellreihe LR-T bis zu einem Abstand von 5 m eingesetzt werden können. Neben einer abstandsbasierten Unterscheidung können die Sensoren der Modellreihe LR-W Objekte bei gleichbleibendem Erkennungsabstand und unterschiedlichen Farben erkennen und unterscheiden.

Je nach Anforderung des zu erkennenden Objektes bringen optische Sensoren verschiedene Vorteile mit sich.

Die optischen Sensoren der Modellreihe PX sind beständig gegen Staub, Schmutz, Öl und Wasser.
Hierbei ist der Sensorkopf vollständig mit Epoxidharz gefüllt, sodass kein Schmutz oder Flüssigkeit in den Sensorkopf eindringen kann. In Kombination mit einem Edelstahlgehäuse und einer widerstandsfähigen Glaslinse bieten die Sensorköpfe der Modellreihe PX eine hervorragende Umgebungsbeständigkeit mit der Schutzklasse IP68G/IP69K.
Die Auswerteeinheit erfüllt die Schutzart IP67. Daher lassen sich die optischen Sensoren der Modellreihe PX problemlos in anspruchsvollen Umgebungsbedingungen installieren.