Laser-Distanz-Sensoren

Ob Logistik oder Fertigung: der Automatisierungsgrad steigt stetig, und mit ihm muss es auch die Koordination verschiedener Arbeitsschritte tun. Viele dadurch entstehende Situationen lassen sich als Fragen der Positionierung oder der Messung von Abständen formulieren:

Positionierung: Die Frage der exakten Position eines Gegenstands ist z.B. von Relevanz, wenn eine Maschine einen Gegenstand an eine andere Maschine übergeben muss. Hierbei kann es sich um eine Palette in einem Logistikzentrum handeln, die von einem abgestellt wurde und nun aufgehoben werden soll, oder ein Werkstück, das der nächsten Maschine in einer Fertigungslinie zugeführt wird.

Ausrichtung: Werden die Distanzen in mehreren Dimensionen gemessen, dann kann aus diesen Informationen auch die Ausrichtung eines Gegenstands abgeleitet werden.

Geschwindigkeit: Wird die Distanzmessung über feste Zeitintervalle wiederholt, dann ist anhand der veränderten Distanz auch die Geschwindigkeit eines Objekts ermittelbar.

Materialverbrauch: Für gerolltes Material, etwa Folien oder Bleche, ist per Distanzmessung die noch vorhandene Materialmenge ermittelbar. Die Daten können auch zur Steuerung nachfolgender Bearbeitungen genutzt werden, etwa wenn Material von der Rolle trotz kontinuierlich schwindenden Außendurchmessers immer im konstanten Winkel abgenommen werden muss. Gleichzeitig ist der Prozess so schnell auf unterschiedliche Materialstärken adaptierbar.

Füllstand in Tanks oder Silos: Verbrauch bzw. Lagerstand von Flüssigkeiten, Getreide oder Granulaten kann mit Hilfe von Laserdistanzsensoren über den Abstand zur Materialoberfläche bestimmt werden. Mit wiederholten Messungen sind auch Aussagen über Zu- oder Abnahmeraten möglich, was z.B. Normabweichungen des Prozesses erkennbar macht.

Werkstücklänge: Ein Fertigungsschritt kann mit eingehendem Material variabler Länge (etwa Rohre oder Balken) umgehen, wenn die jeweilige Länge im Prozess mit Hilfe einer Distanzmessung bestimmt wird.

All diese Herausforderungen lassen sich mit Hilfe von Laser-Distanz-Sensoren lösen.

Messprinzip Laufzeitmessung

Distanzsensoren, die nach dem Prinzip der Laufzeitmessung arbeiten, messen eigentlich Zeit und leiten daraus die Distanz ab: Lichtwellen werden ausgesendet und treffen auf ein Objekt. Sie werden vom Objekt reflektiert, und das reflektierte Licht wird vom Sensor wieder empfangen. Aus dem zeitlichen Abstand zwischen Senden und nachfolgendem Empfang des Signals kann die zurückgelegte Strecke abgeleitet werden.

Diese Laufzeit wird englisch als Time of Flight bezeichnet, darum werden diese Geräte auch als ToF-Sensoren bezeichnet.

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