PMD-Sensoren Günstige PMD-Sensoren erschließen neue Anwendungen

Redakteur: Jan Vollmuth

Neue Photomischdetektoren, die auf einer Laufzeitmessung von Laserlicht basieren, von ifm electronic sind im Preis vergleichbar mit herkömmlichen optischen Näherungssensoren und erschließen damit viele Anwendungen für diese Technologie.

Firmen zum Thema

Die neuen Photomischdetektoren der Serie PMDline von ifm bieten die Vorteile von Laserabstandssensoren zum Preis herkömmlicher optischer Näherungsschalter.
Die neuen Photomischdetektoren der Serie PMDline von ifm bieten die Vorteile von Laserabstandssensoren zum Preis herkömmlicher optischer Näherungsschalter.
(Bild: ifm electronic)

Optische Sensoren kommen in Materialfluss-Anwendungen häufig zum Einsatz – sind aber in manchen Fällen problematisch. Ein typischer Fall ist die Fertigung von Getriebegehäusen. Mit einem hohen Automatisierungsgrad fertigen Zulieferer Getriebegehäuse für namhafte Automobilhersteller. Die Bearbeitungszentren, in denen die spanabhebende Bearbeitung der Getriebegehäuse erfolgt, werden dabei automatisch gesteuert und auch beschickt.

Um Kollisionen beispielsweise bei der Zuführeinrichtung zu vermeiden, ist es notwendig, die Position der Getriebegehäuse und der Warenträger exakt zu erfassen. Mit herkömmlichen optischen Sensoren, zum Beispiel Lichttastern oder Lichtschranken, ist diese Aufgabe aber nur schwer zu bewältigen, da diese in unmittelbarer Nähe des Bearbeitungszentrums montiert werden müssen. Das hier eingesetzte Kühl-Schmiermittel würde die optischen Sensoren schnell außer Gefecht setzen und Fehlschaltungen verursachen.

Bildergalerie

Problemfall Verschmutzung optischer Sensoren

Eine Lösung für solch schwierige Anwendungen sind beispielsweise Photomischdetektoren (PMD-Sensoren), die die Zeit messen, die ausgesendetes Laserlicht vom Sensor zum Objekt und wieder zurück benötigt. Diese Laufzeitmessung ist extrem genau, sodass sich der Abstand zum Objekt exakt bestimmen lässt. Um die Laufzeitmessung zu realisieren, wird das Licht einer Laserdiode frequenzmoduliert. Der Sensor misst dann die Phasenverschiebung des reflektierten Lichts und kann so die Laufzeit und damit den Abstand sehr genau bestimmen.

Solche PMD-Sensoren haben außer der hohen Genauigkeit noch viele weitere Vorteile. Im Vergleich zu optischen Lichttastern ist dies vor allem die sehr große Reichweite. So bieten die neuen PMD-Sensoren O5D und OID von ifm beispielsweise eine Reichweite von jeweils 2 m. Dadurch können auch schwierige Anwendungen, wie die oben beschriebene, problemlos realisiert werden. Da gleichzeitig sehr flache Winkel bis zu 20° möglich sind, unter dem das Licht auf das zu messende Objekt trifft, ist eine sehr flexible Montage möglich. Dadurch hat der Anwender viele Möglichkeiten, seine PMD-Sensoren einzusetzen – im oben geschilderten Fall also an einer Stelle, wo kein Kühl-Schmiermittel die Sensoren verschmutzt.

Unkomplizierte Inbetriebnahme

Auch die Inbetriebnahme ist vergleichsweise einfach. Bei herkömmlichen optischen Sensoren muss der Schaltpunkt in der Anwendung eingestellt werden, wozu unter anderem das reale zu erfassende Objekt benötigt wird. Viel einfacher geht dies bei den PMD-Sensoren, bei denen der Schaltabstand schon vor der Inbetriebnahme einfach eingestellt werden kann. Diesen kann der Anwender entweder ausmessen oder ggf. direkt aus der 3D-Konstruktionszeichung entnehmen.

Die PMD-Sensoren messen die Entfernung völlig unabhängig von der Oberfläche des Objekts – auch spiegelnde oder matte Oberflächen stellen kein Problem dar. Außerdem funktioniert die Hintergrundausblendung solcher Sensoren nahezu perfekt. Auch reflektierende Oberflächen im Strahlengang des Sensors – ein typisches Beispiel sind hier die Warnwesten von Mitarbeitern – führen nicht zu Fehlmessungen.

Zwei verschiedene Bedienkonzepte

Diese beiden neuen PMD-Sensoren O5D und OID sind vom Preis durchaus vergleichbar mit herkömmlichen optischen Näherungsschaltern. Damit kann diese innovative Technologie auch bei vielen preissensitiven Anwendungen zum Einsatz kommen. Auch die Bauform entspricht ungefähr der von optischen Standardsensoren. Der O5D ist 56 mm x 18,2 mm x 46,5 mm groß und lässt sich mit dem optional erhältlichen Befestigungszubehör einfach montieren. Der OID kann einfach über das M30-Gewinde des Gehäuses befestigt werden.

Neben der Bauform unterscheiden sich die beiden neuen PMD-Sensoren auch im Bedienkonzept. Beim O5D lässt sich der Schaltpunkt über zwei Tasten bequem und intuitiv einstellen. Ein integriertes Display zeigt dabei den aktuell eingestellten Wert in Zentimetern an. Der Schaltpunkt des OID wird über einen Stellring (Easy-turn) festgelegt, auf dessen Skala der Wert abgelesen werden kann.

IO-Link-Schnittstelle vereinfacht Parametrierung

Bei beiden Sensoren ist die Einstellung und Inbetriebnahme sehr einfach und kommt ohne aufwendige Teach-Konzepte aus. Der Anwender kann aus den beiden Bauformen je nach Vorliebe auswählen. Die neuen PMD-Sensoren sind mit einer IO-Link-Schnittstelle ausgestattet, über die sich beispielsweise die aktuellen Entfernungswerte auslesen lassen. Über diese Schnittstelle lassen sich auch verschiedene Eistellungen vornehmen. So kann zum Beispiel der Laser ausgeschaltet werden, wenn der Sensor nicht benötigt wird.

Die neuen Photomischdetektoren aus der Serie PMDline von ifm electronic bieten viele neue Möglichkeiten für den Einsatz dieser Technologie in Fällen, die bisher nicht erreichbar waren. Die PMD-Sensoren verwenden das Chipdesign von pmdtechnologies – ein Unternehmen, das seit Januar zu ifm gehört. Dieser technologische Zukauf ermöglicht die sehr hohe Integration der Sensoren. Dadurch können die vielfältigen Vorteile der PMD-Sensoren jetzt auch in Anwendungen zum Einsatz kommen, die bisher anderen Sensortypen vorbehalten waren. (jv)

(ID:42300028)