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Laser-Lichtschranken Objekterfassung auf den Punkt gebracht

| Autor / Redakteur: Tobias Güttler, Jochen Steger* / Jan Vollmuth

Der Sensorhersteller Sick erweitert Seine Miniatur-Produktfamilie W4SL-3 (V/H) in Kunststoff- bzw. Inox-Ausführung und die Klein-Lichtschranken-Baureihe W9L-3 im Vistal-Gehäuse um neue Technologien und Vatrianten

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Die neuen Lasersensor-Generationen: Die Klein-Lichtschranken-Baureihe W9L-3 im Vistal-Gehäuse (l.) und die Miniatur-Produktfamilie W4SL-3 in Kunststoff- bzw. Inox-Ausführung (r.).
Die neuen Lasersensor-Generationen: Die Klein-Lichtschranken-Baureihe W9L-3 im Vistal-Gehäuse (l.) und die Miniatur-Produktfamilie W4SL-3 in Kunststoff- bzw. Inox-Ausführung (r.).
(Bild: Sick)

Das Phänomen Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) wurde erstmals im Jahr 1916 von Albert Einstein beschrieben und 1950 experimentell nachgewiesen. Zunehmend gebräuchlich wurde der Begriff Laser für den Effekt der künstlich gerichteten Lichtstrahlen in den 1980er und 1990er Jahren, als das Aufkommen der Halbleitertechnologie die Entwicklung und Herstellung immer langlebigerer, hocheffektiver Halbleiter-Laserdioden ermöglichte.

Seit dieser Zeit beschäftigt sich auch Sick intensiv mit der Laser-Technologie, u. a. für berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen, zur Barcode-Identifikation, für Distanz- und Volumenmesssysteme und für die Objekterfassung.

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Das weitgehend parallele Licht, das Laser erzeugen, bietet bei Lichtschranken und Lichttastern eine Reihe von Vorteilen. So erreichen die energetischen Varianten der Laser-Sensoren selbst bei kleinen Bauformen deutlich höhere Reichweiten als Sensoren mit Rotlicht-LED oder Infrarot-Sender.

Der schmale Strahlengang des Lasers ermöglicht es zum anderen, Objekte auch durch enge Öffnungen in einer Maschine hindurch zu erfassen, z. B. durch Bohrlöcher und Blenden – was eine hohe Flexibilität beim Maschinendesign erlaubt. Schließlich erzeugen die Sensoren auch über große Entfernungen einen äußerst kleinen Lichtfleck auf dem Detektionsgut, so dass selbst kleinste Objekte und Merkmale erkannt werden können.

Der Laser ist aber nicht nur hinsichtlich des Strahlenganges eine besondere Lichtquelle, sondern auch hinsichtlich der möglichen Lichtintensität. Aus diesem Grund sind Laser in der EN 60825-1:2008-05 „Sicherheit von Laser-Einrichtungen“ hinsichtlich der Lichtintensität in Schutzklassen eingeteilt.

Ausschließlich Laser der Klasse 1 und 2

Sick setzt im gesamten Portfolio Presence Detection – also auch bei den neuen Produktfamilien W4SL-3, W4SL-3V, W4SL-3H und W9L-3 – ausschließlich Laser der Klasse 1 und 2 ein. Während in Klasse 1 ein sicherer Betrieb durch die geringe Lichtintensität gewährleistet ist, geht man in Klasse 2 davon aus, dass die Dauer eines eventuellen Blickkontaktes in das Laserlicht durch die automatische Abwendungsreaktion so kurz ist, dass keine Gefährdung für das Auge besteht.

Für den Anwender von Laser-Lichtschranken aus dem Hause Sick bedeutet dies, dass keine technischen oder organisatorischen Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen. Für Laser der Klasse 2 wird lediglich eine Begrenzung des Strahls am Ziel seines zweckdienlichen Weges durch eine Vorrichtung, z. B. ein Blech sowie eine Kennzeichnung der Laserquelle mit Warnschildern gefordert. Ansonsten können alle Sick-Laser-Sensoren genauso betrieben werden wie Geräte mit Rotlicht-LED oder Infrarot-Sender – zumal sie in der Regel mechanisch wie auch elektrisch anschlusskompatibel sind.

Verschieden Einsatzfaktoren bestimmen die Auswahl

Welche Laser-Lichtschranke aus dem Portfolio jeweils am besten zur Applikation passt, hängt u. a. vom verfügbaren Bauraum, dem geforderten Schaltabstand, der gewünschten Ausstattung, z. B. IO-Link und anderen Einsatzfaktoren ab.

Höchste optische Robustheit und mechanische Beständigkeit vereint die neue Produktfamilie W4SL-3. Mit einer Einweg- und einer Reflexions-Lichtschranke auch zur Erkennung transparenter Materialien sowie einem Reflexions-Lichttaster, bei dem eine zweite Sende-LED im Zusammenspiel mit der Elektronik für eine zuverlässige Hintergrundausblendung sorgt, sind alle relevanten Detektionsprinzipien vertreten.

Der hochpräzise Laserlichtfleck ermöglicht es, sehr präzise Lage-, Anwesenheits-, Überstands- und Höhenkontrollen durchzuführen. Selbst winzige Objekte wie Spritznadeln, Drähte, Bohrungen oder Löcher können mit der W4SL-3 sicher erkannt werden.

Und dies auch unter kritischen Umgebungsbedingungen, denn die integrierte Siric-Technologie – eine neue ASIC-Technologie von Sick – macht die Miniatur-Laser-Lichtschranken unempfindlich gegen optische und elektronische Einflüsse im Umfeld wie zum Beispiel Energiesparlampen. Dies gewährleistet höchste Detektions- und Schaltsicherheit und erhöht dadurch die Maschinenverfügbarkeit.

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