Die sicherste Art der Objektdetektion im Bereich der optoelektronischen Sensoren ist die physikalische Unterbrechung des geschlossenen Lichtstrahls einer Lichtschranke durch ein Objekt. Die SmartReflect-Lichtschranken benötigen für das Schließen des Lichtstrahls keinen separaten Reflektor oder Empfänger. Voraussetzung ist lediglich, dass sich ein definierter Hintergrund im Erfassungsbereich des Sensors befindet, der als Referenz dient.

Um die sicherste Art der optischen Objekterkennung, eine Lichtschranke, nutzen zu können, muss in einer Maschine zusätzlich zum Sensor ein separater Reflektor oder Empfänger montiert werden. Vor allem in kleinen Maschinen, wie z.B. in Handlings-Automaten, fehlt dafür jedoch häufig der Platz. Nur indem man bei der Konstruktion der Maschine schon den Platz für Reflektor oder Empfänger einplante und das Maschinendesign entsprechend anpasste, konnten Lichtschranken eingesetzt werden. Auch in größeren Maschinen trifft man auf ein ähnliches Problem, wenn keine Fläche für die Montage des Reflektors/Empfängers zur Verfügung steht. In diesem Fall musste bisher auch entweder eine vorzeitige Änderung am Design der Maschine stattfinden oder eine Befestigungsmöglichkeit nachträglich eingebaut werden. Auch der Austausch von Empfängern zu Wartungszwecken oder von zerstörten Reflektoren - anzutreffen vor allem in der Lebensmittelindustrie, da hier besonders aggressive Reinigungsmittel verwendet werden - bedeutet einen Mehraufwand. Dieser Aufwand und die daraus resultierenden Kosten können dank der SmartReflect-Lichtschranken von Baumer nun erheblich reduziert werden.

Hintergrundreflexionsprinzip

Bei den SmartReflect-Sensoren sind Sender und Empfänger im gleichen Gehäuse untergebracht, was den separaten Empfänger überflüssig macht. Darüber hinaus benötigt der SmartReflect aber auch keinen Reflektor, um den Lichtstrahl zu schließen. Der Lichtstrahl wird durch die Reflexion des Lichts von einer beliebigen Oberfläche innerhalb des Erfassungsbereichs zurück zum Empfangselement geschlossen. Auf diese Oberfläche wird der Sensor eingelernt und sie liefert ihm somit sein Referenzlichtsignal. Aus diesem Grund kann man bei SmartReflect-Sensoren auch von Hintergrundreflexion sprechen. Sobald ein Objekt den geschlossenen Lichtstrahl physikalisch unterbricht, schaltet der Sensor. Dabei kann er Objekte unabhängig ihrer Form, Farbe und Oberflächenbeschaffenheit zuverlässig detektieren. Außerdem weist die SmartReflect-Lichtschranke, im Gegensatz zur Reflexions-Lichtschranke, keinen Blindbereich vor ihrer Frontscheibe auf.

Maschinenteil als Referenz für ­Reflexion

In einer Maschine mit beengten Platzverhältnissen oder ohne Montagemöglichkeit für Reflektoren kann die beliebige Oberfläche, die als Referenz für die Reflexion dient, ein Teil der Maschine sein. Dafür muss der Sensor auf das Referenzsignal des Hintergrundes eingelernt werden. Das Referenzsignal setzt sich aus einem Distanzsignal für den Abstand zum Hintergrund und einem Signal für die Stärke des empfangenen Lichts zusammen. Ein intelligenter Rechenalgorithmus verknüpft die beiden Größen und legt das Referenzsignal fest. Wenn sich ein Objekt in den Erfassungsbereich des Sensors bewegt, ändern sich zum einen der Abstand und zum anderen die Lichtintensität. Der Sensor erkennt Veränderungen der Signale, also eine Veränderung zur Referenz, und somit das Objekt. Die kombinierte Auswertung der beiden Größen gibt dem Anwender maximale Sicherheit für die zuverlässige Funktion des Sensors.

Der Hintergrund, der das Referenzsignal liefert, kann hell oder dunkel, aus Kunststoff oder Metall sein. Speziell für Edelstahloberflächen wie sie in Lebensmittel verarbeitenden Maschinen zu finden sind wurden die SmartReflect-Sensoren im Hygiene- und Washdown-Design optimiert. Diese sind auf Edelstahl als Referenz optimiert und erreichen eine hohe Reichweite von 800mm. So werden die meist ca. 60cm breiten Förderbänder in diesem Bereich optimal überwacht.

Einfache Installation und Inbetriebnahme

Darüber hinaus, dass nur der Sensor und kein separater Empfänger oder Reflektor in die Anlage integriert werden muss, vereinfachen weitere Eigenschaften die Installation der SmartReflect-Lichtschranken. So arbeiten sie z.B. größtenteils mit Rotlicht, mit dem die Sensoren leicht auf die Referenzoberfläche ausgerichtet werden können. Außerdem kann für verschiedene Anwendungen mit unterschiedlichen Platzanforderungen aus diversen Sensorvarianten in allen Größen gewählt werden.

Die SmartReflect-Lichtschranke ONDM 16 arbeitet im Gegensatz zu den anderen Sensoren mit Laser. Dank der sehr kleinen Spotgröße wird der Sensor für hochpräzise Detektionsaufgaben eingesetzt. Er kann Objekte ab nur 0,1mm Größe erfassen. Dank der kurzen Ansprechzeit lösen der ONDM 16 und die anderen SmartReflect-Sensoren auch Anwendungen mit hohen Durchlaufgeschwindigkeiten zuverlässig. Um die Inbetriebnahme der Sensoren für den Anwender so einfach wie möglich zu gestalten, verfügen die SmartReflect-Lichtschranken über eine komfortable Teach-in-Funktion. So wurde bei den Sensoren ein Ein-Punkt-Teach-in eingeführt. Die Lichtschranke wird anhand ihres Lichtstrahls auf den Hintergrund ausgerichtet, dieser wird über den Teach-in-Knopf oder das Potentiometer bestätigt und dann ist der Sensor betriebsbereit.

Einsatzmöglichkeiten

Die SmartReflect-Lichtschranken ergänzen sich mit den bereits vielfach eingesetzten Reflexionslichttastern mit Hintergrundausblendung. Wenn kein Hintergrund in Reichweite ist, auf den der Sensor schauen kann, werden häufig Hintergrundausblender eingesetzt. Sie eignen sich sehr gut, um Objekte verschiedener Farben und Oberflächen unabhängig davon sicher zu erkennen. Befindet sich jedoch ein heller Hintergrund in Reichweite, stoßen die Hintergrundausblender an ihre Grenzen. Hier sind dann SmartReflect-Sensoren eine gute Wahl. Sie sind nicht nur farbunabhängig, sondern erkennen auch dunkle Objekte vor hellem Hintergrund einwandfrei.

Flexibel und vielfältig

Bereits jetzt bieten die SmartReflect-Lichtschranken flexible Einsatzmöglichkeiten und können sehr vielfältige Aufgabenstellungen lösen. Mit der Innovation in Bezug auf die Nutzung von Edelstahl als Referenz bei gleichzeitig hoher Reichweite wurde das Einsatzgebiet nochmals erweitert. Die Sensoren erhöhen die Flexibilität bei optischer Detektion und sind für den Anwender leicht zu handhaben. Weiterentwicklungen der Technologie werden in naher Zukunft weitere Vorteile in Richtung zuverlässiger Objektdetektion bringen.(gro)