Czujnik optoelektroniczny – jedno urządzenie, wiele możliwości

Inteligentne fabryki, wyposażone w czujniki z funkcją teach-in, które potrafią zapamiętać i skontrolować w trakcie produkcji takie szczegóły jak kolor, odcień czy elementy luminescencyjne. Brzmi jak pieśń przyszłości? Otóż nie! Takie rozwiązania są już dostępne na rynku – to na przykład czujniki optoelektroniczne oferowane przez Balluff Polska. Czym się charakteryzują i jakie mają zastosowanie? Na to pytanie postaramy się odpowiedzieć w poniższym artykule.

Wielowymiarowa funkcjonalność

Podstawową funkcją czujników optoelektronicznych jest wykrywanie obecności obiektów – potrafią mierzyć ich kształt, kolor, oraz odległość lub grubość. To jednak nie wszystko, bo czujniki optoelektroniczne mają szerokie zastosowanie w automatyce przemysłowej, gdzie możemy w pełni wykorzystać ich potencjał. Dobrym przykładem jest tutaj przemysł farmaceutyczny i procesy kontroli partii opakowań z lekami. W takim wypadku niezwykle zaawansowaną i przydatną cechą jest funkcja teach – in, która umożliwia łatwą i szybką parametryzację czujnika na podstawie interesującej nas cechy wykrywanego komponentu, jak np. jego obecność w danej odległości. Czujnik precyzyjnie wykryje również interesujący nas kolor, jego odcień, różnice w kontraście bądź elementy luminescencyjne. Dzięki teamu, możliwe jest błyskawiczne odizolowanie wadliwych egzemplarzy z procesu produkcji.

Czujniki optoelektroniczne są bardzo precyzyjne i w porównaniu z czujnikami zbliżeniowymi, indukcyjnymi, mają większy zasięg wykrywania. Ponadto w czujnikach wyposażonych w interfejs IO-link możemy zdalnie sparametryzować okno pomiarowe, ustawić próg przełączania i mieć pełen dostęp do danych procesowych. Co więcej, IO-Link umożliwia zdalne wgrywanie parametrów, dzięki czemu w zaledwie 10 sekund otrzymujemy w pełni sparametryzowany czujnik. Dodatkową zaletą są funkcje związane z prewencyjnym utrzymaniem ruchu. W praktyce oznacza to, że czujnik informuje nas np. o zabrudzeniu soczewki, przepracowanych godzinach, czy też mocy nadajnika światła. Dla szukających pragmatycznych korzyści dostępne są czujniki o miniaturowych rozmiarach, które można zamontować nawet w bardzo wąskiej przestrzeni.

Ponadstandardowe zastosowanie

Jeśli specyfika procesu (np. unifikacja i standaryzacja produktów) tego wymaga, dostępne są również czujniki o zaawansowanych możliwościach, które oprócz swoich standardowych funkcji mają szersze zastosowanie. Dobrym przykładem takiego rozwiązania są czujniki wielofunkcyjne. Jest to jeden czujnik który może pracować jako 4 czujniki o różnych zasadach działania. tj. odbiciowy z eliminacją tła, odbiciowy, retrorefleksyjny czy bariera. Z uwagi na to, że taki czujnik może pracować w kilku trybach nie musimy inwestować w 4 osobne urządzenia i możemy go dowolnie sparametryzować, np. raz będzie wykrywał przejeżdżające po linii pojemniki, a w kolejnej aplikacji będzie sprawdzał czy na komponencie znajduje się pokrywka. Co więcej, oprócz standardowej funkcji, czyli wykrywania obiektów, możemy zaprogramować w czujniku proste funkcje logiczne umożliwiające  np. kontrolę prędkości obracających się elementów, czy też zliczające wykrywane komponenty. Dzięki temu czujnik wystawi sygnał na wyjściu dopiero po zliczeniu ich założonej przez nas ilości. Pragmatycznym i oszczędzającym czas czujnikiem jest ten wyposażony w interfejs IO-Link, który charakteryzuje się uproszczoną parametryzacją. Po wymianie czujnika, IO-link umożliwia zdalne wgranie parametrów. W rezultacie użytkownik nie musi od nowa wprowadzać parametrów ręcznie, wszystko odbywa się automatycznie, na zasadzie „plug and play”. Wymieniamy czujnik na nowy, a jego konfiguracja pozostaje bez zmian. Takie rozwiązanie pozwala znakomicie skrócić czas przeznaczony na cały proces wymiany. Przy procesach detekcji elementów szklanych, takich jak słoiki czy butelki, ciekawą propozycją są również zaawansowane czujniki retro refleksyjne z filtrem polaryzacyjnym do wykrywania przezroczystych powierzchni.
Dodatkową zaletą czujników odbiciowych jest funkcja eliminacji tła, przydatna np. przy wykrywaniu obecności plastikowego sworznia w komponencie tego samego koloru i materiału. Czujnik jest w stanie wykryć element nawet jeśli zaraz za nim znajduje się tło, które jest jaśniejsze od wykrywalnego obiektu. Czujnik automatycznie „odcina” tło i wykrywa tylko to, co znajduje się bezpośrednio przed nim. Najnowsza seria czujników umożliwia detekcję z eliminacją tła nawet do 5m zasięgu.

Czujniki odbiciowe z matrycą CCD

W aspekcie zaawansowanej technologii warto wspomnieć o nowej serii czujników odbiciowych z matrycą CCD, z dodatkową możliwością analizy i kompensacji tła oraz tłumieniem wpływu zmieniającego się oświetlenia zewnętrznego. Dzięki tym funkcjonalnościom czujnik precyzyjnie wykrywa nawet bardzo błyszczące i odblaskowe elementy przy zmieniającym się oświetleniu. Tutaj dobrym przykładem są obrabiarki, w których elementy pokryte chłodziwem lub smarami mocno odbijają światło, a także urządzenia pracujące na halach gdzie zależnie od pory dnia czy roku zmienia się oświetlenie.

Czujniki do „zadań specjalnych”

Na tym jednak nie koniec, jeśli chodzi o zaawansowane możliwości i zastosowania czujników. Tam, gdzie mamy bardzo ograniczoną przestrzeń montażową, doskonale sprawdzą się miniaturowe czujniki optyczne z zaledwie 2 mm głowicą. Wyglądają one jak czujniki światłowodowe, jednak wyposażone są w przewód elektryczny i możemy je zamontować nawet w najbardziej wąskiej przestrzeni. Jeśli natomiast potrzebujemy precyzyjnych czujników kolorów to „strzałem w dziesiątkę” będą czujniki True- Color -Sensor, które umożliwiają wykrywanie kolorów różniących się od siebie zaledwie niuansami – np. odcieniem. Takie modele znajdą swoje zastosowanie np. w branży automotive do rozróżniania koloru komponentów takich jak klamki samochodowe czy różnego rodzaju zaślepki.

Czujniki optoelektroniczne oprócz standardowych funkcji oferują cały wachlarz możliwości. Wystarczy jedynie określić potrzeby jakie czujnik ma spełniać i sposób jego przeznaczenia, a z całą pewnością znajdziemy rozwiązanie, które wydaje się być „szyte na miarę” naszego zapotrzebowania.

Jeśli interesują Cię czujniki optoelektroniczne,  zobacz naszą ofertę na www.balluff.pl.