Faseroptiken sind die Spezialisten für schwierige Umgebungen mit Schmutz und EMV-Problemen. Sie lassen sich selbst dort noch integrieren, wo es für die Subminis unter den Optosensoren zu eng wird. Ihre Anwendung finden sich unter anderem bei Positionieraufgaben, im Handling- und Montagebereich und bei der Qualitätskontrolle. Das dazugehörige faseroptische Basisgerät montiert man dann überall dort, wo es genügend Platz gibt, z. B. auf der Hutschiene im Schaltschrank.

„Jetzt lässt sich in einem einzigen Prüfschritt bewältigen, was ansonsten den Einsatz mehrerer Faseroptiken erfordert hätte“, schildert Frank Schöneweck – Leiter Steuerungstechnik bei der Arnstädter Werkzeug- und Maschinenbau AG, Arnstadt seine Erfahrung mit dem neuen Lichtleitergerät BFB 75K in der Schutzart IP 64 für Kunststofffasern. Realisiert hat der Maschinenbauer diese Lösung an einem Handarbeitsplatz für die Montage von Elektromotoren für einen international führenden Hersteller von Elektrokleingeräten, 

„Jetzt lässt sich in einem einzigen Prüfschritt bewältigen, was ansonsten den Einsatz mehrerer Faseroptiken erfordert hätte“, Frank Schöneweck, Leiter Steuerungstechnik, Arnstädter Werkzeug- und Maschinenbau AG

der damit automatisch die korrekte Bestückung der Werkstückträger vor dem nächsten Montageschritt kontrolliert. Je nach dem wie viel Licht das Target vom Lichtvorhang des Querschnittswandlers (s.u.) abdeckt, lassen sich drei vordefinierte Zustände via Analogausgang erkennen: 1. Motor falsch aufgesteckt, 2. Motor richtig aufgesteckt, aber ohne Ritzel und 3. Motor richtig aufgesteckt mit Ritzel.

Hohe Leistung – einfaches Handling Für welches Lichtleitergerät sich andere Anwender letztendlich entscheiden, hängt von Aufgabenstellung, Budget und den Ansprüchen an Komfort und Funktionsumfang des Gerätes ab. Die besonders preisgünstige Basic-Ausführung verzichtet auf nur selten benötigte Funktionen und bietet so eine besonders wirtschaftliche Lösung für alle Standardapplikationen. Eingelernt wird das Gerät per Teach-in. Zwei LEDs signalisieren die Betriebsbereitschaft und den Schaltzustand.

Die Highend-Verstärker „Advanced“ und „Premium“ für besonders anspruchsvolle Applikationen und schnelle Vorgänge verfügen über einen 12-Bit-Prozessor und eine hohe Schaltfrequenz von bis zu 8 KHz. Der Anwender kann zwischen vier bereits voreingestellten Betriebsmodi wählen: „Standard“, „Fine“ für die Kleinteileerkennung, dem „Fast Modus“ mit schnellen Ansprechzeiten für schnell laufende Prozesse und dem „High-Distance-Modus“ für große Reichweiten. Weitere Funktionen wie Invertierung des Schaltausgangs, Ein- und Ausschaltverzögerung, Feinjustage des Schaltpunktes, Schaltfensterprogrammierung, Zeitfunktionen und Tastaturverriegelung lassen sich bei Bedarf aktivieren. 

Die Highend-Version „Premium“ verfügt über einen zusätzlichen Analogausgang, die ein zur Remission oder zum Abstand des Tastgutes proportionales Ausgangssignal von 0 bis 10 V liefert, mit dem man z. B. die Höhe von Medikamentenblistern überwachen kann. Andere Anwendungen wie Kantensteuerung, Größen- oder Konturenprüfung lassen sich in Kombination mit dem neuen Querschnittswandler realisieren. Das Lichtgitter ist sowohl als Taster- als auch als Einwegausführung verfügbar und besteht aus einem Lichtfeld von 32 Fasern mit einem Messfeld von 11 mm Breite. So lassen sich Objekte über einen breiten räumlichen Bereich detektieren.

Alle Varianten des BFB 75K verfügen über einen NPN- oder einen PNP-Ausgang sowie eine hohe Schaltgenauigkeit und Schaltfrequenz. Ein starker Rotlichtsender sorgt für große Tast- und Reichweiten. Ausgelegt für die DIN-Schienenmontage lässt es sich auch ohne Werkzeug schnell ein- und ausbauen. Und auch der Anschluss der Faseroptik ist praxisgerecht. Er gelingt in Sekundenschnelle: Klemmbügel öffnen, den Lichtleiter bis zum Anschlag in die Adaption einführen und Klemmbügel wieder schließen.

Fertig! Nutzt man die Möglichkeiten der Impulsverlängerung, können auch besonders kleine Objekte wie Nadeln oder dünne Drähte, die bei der Detektion ein sehr kurzes Ausgangssignal erzeugen, von der Maschinensteuerung sicher als Impuls erkannt und verarbeitet werden.

Mindestabstände oder andere Rücksichtsnahmen bei Anlagenplanung, Inbetriebnahme und Justierung sind überflüssig, da sich die Sensoren, vorausgesetzt man montiert sie direkt nebeneinander auf der Hutschiene, gegenseitig über die Pulsfrequenz per Infrarotschnittstelle autonom miteinander abstimmen. Wechselseitige Störungen sind so erst gar nicht möglich. Jeder der Highend-Lichtleitergeräte besitzt ein um 180 ° drehbares Display für die Anzeige des Wandelwertes.

Dieser Zahlenwert verkörpert die reflektierte Energie und ist beispielsweise als Einstellhilfe zur Feinjustierung der Schaltpunkte oder auch für die Planung von Wartungsintervallen bei verschleißanfälligen Maschinen nützlich. Um bewusste Manipulationen oder unbeabsichtigtes Verstellen auszuschließen, ist eine Tastatursperre vorhanden.

Umfangreiches Faseroptikprogramm

Das passende Faseroptikprogramm ist ebenfalls bei Balluff erhältlich. So gibt es ein komplettes Programm an hochflexiblen Kunststofffaseroptiken mit 1 mm Biegeradius als Taster- bzw. als Einwegausführung. Selbst Varianten mit passender Ummantelung für schwierige Umgebungen oder für einen Temperaturbereich bis zu 115 °C sind lieferbar. Bei Lichtleitern mit koaxialer Faseranordnung liegen mehrere Empfangsfasern radial um eine Sendefaser. Bei den Duplex-Fasern sind Sende- und Empfangsfaser bis zum Optikkopf parallel angeordnet.

Erhältlich sind neben starren auch bewegliche Optikköpfe und solche mit 90 ° Lichtaustritt. Bei den Ausführungen mit biegbarem Optikkopf ist der Bereich im Anschluss an das Befestigungsgewinde in einen biegbaren Metallmantel aus Edelstahl eingebettet, so dass er flexibel an den Abfrageort geführt werden kann. Neu im Programm sind Kunststofffasern in Gabelausführung mit Gabelweiten von 5 oder 10 mm.