Bezoekers van de SICK-website worden met veel terminologie geconfronteerd die mogelijk lang niet altijd even duidelijk is.
Hoe werken bijvoorbeeld reflextasters, lichtschermen, fotocellen, polarisatiefilters, encoders en benaderingsschakelaars?
Een toelichting:
Er zijn meerdere meetprincipes te onderscheiden.
Het lichtlooptijdmeetprincipe: Een lichtpuls wordt uitgezonden naar een object en reflecteert de puls. Een interne ‘elektrische stopwatch’ houd de tijd bij tussen het verzenden en ontvangen van de puls. Doordat de snelheid van licht bekend is: 299.792.458 m/s kan de berekening gemaakt worden tijd x snelheid = afstand. Doordat de puls gereflecteerd wordt legt het licht heen en terug de afstand af. De waarde dient dus gehalveerd te worden.
In het tastbereik herkennen deze sensoren zelfs op grote afstand kleine objecten tegen een glanzende achtergrond. Lichtlooptijd sensoren gebruiken dit principe op hoge snelheid en/of met roterende spiegel. De techniek wordt (bij SICK) gebruikt van 200mm tot 1200m afstand met of zonder reflector.
De triangulatiemeting: is een meting waarbij men gebruik maakt van de eigenschap van een driehoek en van de wetenschap dat de driehoek volledig is bepaald wanneer we een zijde (de basis) en de aanliggende hoeken kennen. Met de triangulatie- of driehoeksmeting kan de afstand continu worden gemeten. Bij deze methode is de plaats van het opvallende gereflecteerde licht op het positiegevoelige ontvangstelement PSD, CMOS of CCD een maat voor de afstand ten opzichte van het referentievlak. De instelling wordt gedaan door middel van teach-in of LCD display.
Het geluidlooptijdmeetprincipe: Een geluidspuls wordt uitgezonden naar een object en welke de puls reflecteert. Een interne ‘elektrische stopwatch’ houd de tijd bij tussen het verzenden en ontvangen van de puls. Doordat de snelheid van geluid bekend is: 343 m/s kan de berekening gemaakt worden tijd x snelheid = afstand. Doordat de puls gereflecteerd wordt legt het geluid heen en terug de afstand af. De waarde dient dus gehalveerd te worden. Doordat de snelheid van geluid varieert met temperatuur dient de omgevingstemperatuur bekend te zijn.
Deze techniek wordt gebruikt in de ultrasoon sensoren die werken met geluidsgolven op frequenties hoger dan 18 kHz die niet waarneembaar zijn voor het menselijk oor. De drukgolf welke ontstaat bij het begin van het zenden is echter wel hoorbaar. De techniek wordt (bij SICK) gebruikt van 13mm tot 8m afstand.
Met een Airport Luggage Identification System van SICK kunnen bagagetags met IATA barcodes automatisch worden geïndentificeerd - zowel T-codes als L-codes kunnen worden gelezen. De ALIS systemen zijn door het modulaire concept makkelijk te integreren in veel voorkomende conveyor systemen.
De hoge betrouwbaarheid wordt onder andere gerealiseerd door integratie van de zogenaamde SMART software en de vele diagnostische voorzieningen. ALIS systemen worden als project verkocht, zijn zo goed als onderhoudsvrij en zijn te koppelen aan hoger gelegen netwerken.
De Array sensor is een tastende lijnsensor waarbij de werking is gebaseerd op grijswaarden. De Array sensor voert continu een lijnscan uit op het te bewaken gebied. Voor het detecteren van onregelmatige voorwerpen.
Het actieve deel van de benaderingsschakelaar kan niet in metaal worden ingebouwd.
Het actieve deel van de benaderingsschakelaar kan in metaal worden ingebouwd.
Een magnetische benaderingsschakelaar detecteert magneten, in de regel meestal permanent-magneten.
Een inductieve benaderingsschakelaar detecteert ferro en non-ferro metalen. Het opgewekte magnetische veld verandert wanneer een metalen voorwerp in dit veld komt.
Een capacitieve benaderingsschakelaar detecteert metalen en niet-metalen objecten.
Contrasttasters werken energetisch. Bij een gelijkblijvende tastafstand kunnen tot 15 grijswaarden in een scala van zwart tot wit herkend worden. Deze eigenschap is het beginsel van herkenning van contrasten, bijvoorbeeld het detecteren van drukmerken. Essentieel voor de leesbaarheid van een drukmerk is het verschil in helderheid tussen drukmerk en achtergrond. Materiaaloppervlakken kunnen glad, glanzend, papier, kunststof of metaal zijn.
Een encoder of beter een puls- of codegever is een apparaat met een holle of vaste as en geeft per omwenteling een x aantal pulsen of codes af. Encoders worden toegepast om een positie te bepalen op bijv. transportbanden.
Bij fotocellen met lichtgeleiders zijn zender en ontvanger in 1 behuizing ondergebracht. Door het aanbrengen van twee aparte lichtgeleiders voor zender en ontvanger kan de fotocel als zender / ontvanger en als taster gebruikt worden.
Handscanners verhogen de flexibiliteit in de benadering van barcodelabels. SICK biedt een brede productrange: van een simpele handscanner met wandemulatie tot een complete RF-unit die draadloos over vaste afstanden data kan overdragen. De gebruikte lichtbon varieert sterk afhankelijk van de applicatie. Daarom zijn er CCD scanners, image scanners en laser scanners.
Inox sensoren zijn sensoren die geschikt zijn voor een natte omgeving. Ze zijn vervaardigd van hoogwaardig RVS, chemisch bestendig en geschikt voor hogedrukreiniging. Daarnaast voldoen ze aan de eisen van Ecolab, FDA, EHEDG en HACCP.
IO-Link is een communicatietechnologie die point-to-point communiceert met een sensor of actuator. Met IO link beschikt men niet alleen over procesdata (binair of analoog) maar ook over service en diagnostische data.
De kleurensensor uit de CS-serie werkt volgens het driekleurensysteem. Deze sensor zendt licht (rood, blauw en groen) uit op het object, berekent uit het gereflecteerde licht het aandeel van deze drie kleuren en vergelijkt deze met de ingeleerde waarden. Liggen deze waarden binnen de ingestelde tolerantie, dan wordt geschakeld.
SICK kleurensensoren herkennen kleuren op zowel transparante als ondoorzichtige materialen. Glanzende objecten kunnen gedetecteerd worden door de sensor onder een hoek van ca. 15 graden te plaatsen.
De strepen zijn horizontaal geplaatst op de drager, ten opzichte van de transportrichting.
Een lasermeetsysteem (LMS) wordt er gebruik gemaakt van een afstandsmeter in combinatie met een roterende spiegel. Door gebruik te maken van het lichtlooptijdprincipe wordt de afstand op één enkel punt verkregen. Wanneer de spiegel roteert kan een nieuwe puls het volgende punt meten. De positie van de spiegel gecombineerd met de afstand geeft een 2D positie ten opzichte van van de LMS. Door dit op hoge snelheid te doen kunnen de afstanden rondom de sensor gemeten worden.
Wanneer extern een extra beweging wordt toegevoegd aan de LMS is 3D meting ook mogelijk.
De techniek wordt (bij SICK) gebruikt van 0,5m tot 250m afstand vanaf de sensor. Een zichtveld van 360° is mogelijk. Het licht kan zichtbaar roodlicht zijn of onzichtbaar infrarood licht.
De LMS wordt gebruikt voor diverse toepassingen zowel binnen als buiten. De LMS wordt toegepast bij het meten van bijvoorbeeld volumes, botsbeveiliging bij kranen en voor het bewaken van gebouwen.
De variant op de laserscanner kan gebruikt worden voor machineveiligheid.
De laserscanner voor veiligheidsapplicaties tast de omgeving af met infrarode stralen. De scanner werkt volgens het lichtlooptijd-meetprincipe. Dit houdt in dat de scanner de tijd meet tussen het uitsturen van het lichtsignaal en de reflectie ervan. Op basis van dit gegeven wordt de afstand tot een object gemeten.
Meerdere veiligheidsgebieden kunnen worden gerealiseerd door tussenkomst van een laserscanner interface, encoder of schakelaar.
Omdat bij lichtschermen gebruik wordt gemaakt van een zender-ontvangersysteem, worden deze veel toegepast in beveiligingssituaties. Sterk afhankelijk van de applicatie kunnen dit enkel- of meerstraals systemen zijn.
Met de komst van onder meer de machinerichtlijn is er duidelijkheid gekomen omtrent de risicoanalyse van machines: deze dient door de gebruiker / producent van de machine te worden uitgevoerd.
Afhankelijk van de analyse kan voor een bepaalde technische functionaliteit van een lichtscherm worden gekozen: bijvoorbeeld vingerbeveiliging, handbeveiliging en/of inloopbeveiliging.
Een lijnscanner projecteert een vaste lijn op de barcode.
Luminescentietasters reageren op luminescerende stoffen die door het uitgestraalde UV-licht van de taster geactiveerd worden. Het zo teruggestraalde licht wordt ontvangen en verwerkt.
Deze sensor werkt volgens het magnetische principe en detecteert de zuigerpositie in pneumatische cilinders.
Omni portaal scanners (OPS) worden gebruikt voor omni directionele barcodelezing aan één of meerdere zijden. Het modulaire concept van dit systeem geeft de gebruiker de mogelijkheid om op maat per applicatie een configuratie samen te stellen.
In de OPS systemen wordt gebruik gemaakt van barcodescanners. De auto-focus functies garanderen een uiterst betrouwbare werking. Communicatie naar andere systemen is mogelijk met behulp van RS232, 485, Profibus en/of Interbus.
Een oscillerende scanner laat een lijn over een barcode heen bewegen.
De strepen zijn verticaal geplaatst op de drager ten opzichte van de transportrichting.
Technologie waarbij door een betere concentratie van de energie de intensiteit van de lichtspot vergroot waardoor er een heldere en homogene lichtspot ontstaat.
Bij een standaard LED worden de aansluitdraden op het midden van het halfgeleidermateriaal gelast. Deze las is als een 'blinde vlek' in de reflectie van het licht zichtbaar met als gevolg een niet-homogene lichtbundel met wazige randen.
Bij een PinPoint-LED wordt de elektrische aansluiting als een metaallaag op het halfgeleidermateriaal gedampt. In het midden van de metaallaag blijft een rond gaatje onbehandeld waar het licht kan uittreden. De lichtvlek van een PinPoint-LED is hierdoor zeer klein, maar ook zeer homogeen met strakke randen. Dit is een groot voordeel bij nauwkeurige detecties.
Een rasterscanner projecteert meerdere lijnen op een barcode.
Bij de reflector fotocel wordt het uitgezonden licht door een reflector teruggekaatst en door de sensor ontvangen.
Polarisatiefilters maken de sensoren ongevoelig voor reflecties van spiegelende oppervlakken.
Transparante folies kunnen de functie van een reflector fotocel met een polarisatiefilter beinvloeden. Hier is de inzet van een sensor met een gereduceerde gevoeligheid gewenst.
Met de inzet van een laserdiode worden grotere reikwijdten en tevens hogere oplossende vermogens behaald. Focusbereiken kunnen precies ingesteld worden.De reflector fotocel voor het herkennen van transparante objecten is herkenbaar door een bijzonder kleine schakelhysterese. Zelfs kleine intensiteitsverschillen tussen uitgezonden en gereflecteerd licht (bijv. glas of PET flessen) worden gedetecteerd. Een nieuw systeem corrigeert automatisch tegen vervuiling van de reflector en sensor. Zo heeft deze vervuiling die normaal gesproken voor uitval zorgt geen invloed meer op de detectie.
We kennen de reflextaster met voorgrondonderdrukking, met achtergrondonderdrukking en de reflextaster energetisch.
Reflextasters met voorgrondonderdrukking kunnen objecten op een bepaalde afstand herkennen. Alle daarvoor liggende objecten worden onderdrukt. De onderdrukking van de voorgrond ontstaat door een bijzondere geometrische constructie van de zender en ontvanger. Om deze taster betrouwbaar te laten functioneren moet de achtergrond (bijv. een transportband) licht van kleur en vlak zijn.
Reflextasters met achtergrondonderdrukking werken volgens de geometrische verhouding tussen zender en ontvanger. De taster wordt daarbij ingesteld op het te detecteren product. Signalen van objecten die achter het ingestelde gebied liggen worden elektronisch onderdrukt. Met behulp van een laserdiode worden hoge nauwkeurigheden behaald, kleine objecten worden nauwkeurig gedetecteerd.
De reflextaster met achtergrondonderdrukking kan door hoogglanzende objecten op de achtergrond verstoord worden, bijv. glasdelen of blik. Afschermen van de apparaten of het plaatsen van de sensor onder een hoek biedt vaak uitkomst.
De achtergrondonderdrukking wordt door een zogenaamd PSD (Positive Sensing Device) element gerealiseerd. De uitgezonden lichtstraal wordt door het object weerkaatst en treft het PSD ontvangstelement. Afhankelijk van de plaats waar de lichtstraal op het PSD element wordt ontvangen, wordt de achtergrond herkend en elektronisch onderdrukt.
Een voordelige oplossing is een energetische taster met instelbare gevoeligheid. Een helder oppervlak weerkaatst meer licht dan een donker object en wordt daardoor op een grotere afstand herkend. Om donkere objecten te herkennen moet de gevoeligheid verhoogd worden. Moeilijk is het voor een energetische taster om een donker object te herkennen tegen een lichte achtergrond. De achtergrond overstraalt het donkere object. Daarom is het beter om een licht voorwerp voor een donkere achtergrond te detecteren.
SICK sensoren zijn ongevoelig voor vreemd licht. Ze bieden zekerheid tegen storingen, die veroorzaakt worden door externe lichtbronnen en onderlinge beinvloeding.
Deze reflextaster is speciaal ontwikkeld voor de intern transport techniek en herkent probleemloos de goederen tussen de rollen. Het signaal wordt in een logische eenheid verwerkt en stuurt een elektro-pneumatische cilinder aan. Met deze techniek is het mogelijk transportbanden te besturen zonder gebruik te maken van microprocessoren.
Radio Frequency IDentification is een methode waarbij unieke items geidentifcieerd kunnen worden door middel van radiogolven. Een lezer communiceert met een tag met digitale informatie opgeslagen in een microchip. Er zijn echter ook RFID tags zonder chip; deze maken gebruik van de reflectie van het materiaal waarop de golven geprojecteerd worden. Lezen plus schrijven van informatie is mogelijk.
Met de safety interfaces van SICK koppelt u willekeurig welk veiligheidssysteem aan de machinesturing. Het programma omvat eenvoudige relais modules tot intelligente modules waarmee additionele zaken als bijvoorbeeld muting geprogrammeerd kunnen worden.
Lichtschermen volgens het zender / ontvanger of het reflector principe, waarbij een quasi 2-dimensionaal vlak ontstaat. Deze modulaire lichtschermen worden ingezet bij het meten of herkennen van (ongedefinieerde) objecten.
Sensoren die voorzien zijn van een polarisatiefilter zijn in staat hoogspiegelende objecten te detecteren.
Met de geavanceerde SMART-techniek (SICK Modular Advanced Recognition Technology) is het mogelijk om een beschadigde, deels bedekte barcode te lezen.
De SMART-technologie slaat de delen van de barcode die herkend zijn op in het interne beeldgeheugen van de barcodescanner. Wanneer alle barcodegegevens zijn opgeslagen, wordt aan de hand van de beeldfragmenten de barcode-inhoud gereconstrueerd. Deze reconstructie gebeurt op zeer hoge snelheid waardoor er weinig tot geen vertraging ontstaat, voordat de barcode-inhoud naar het bovenliggende systeem wordt verzonden.
Stationaire barcodescanners worden toegepast in applicaties waarbij de barcode langs de scanner wordt getransporteerd. De scanners van SICK zijn in staat alle voorkomende en gangbare barcodes te lezen.
De gehele lijn van scanners kan worden opgebouwd als lijn, raster en oscillerende scanner. Daarnaast kunnen de scanners worden aangesloten op hoger liggende systemen en/of netwerken.
TDR: Time Domain Reflectomery wordt gebruikt bij niveaumeetsystemen. Tijdens het meetproces worden elektromagnetische pulsen van ongeveer een halve nanoseconde over een vaste of flexibele geleider gezonden (bijv. de kern van de sonde). De microgolven verplaatsen zich met de snelheid van het licht. Als het oppervlak van de vloeistof is bereikt, worden de pulsen gereflecteerd met een signaalsterkte die bepaald wordt door de dielektrische constante (geleidbaarheid) van de vloeistof.
Bij water is dit bijvoorbeeld 80 %, hetgeen betekent dat 80 % van de impulssterkte wordt gereflecteerd via de buitenzijde van de sonde. De sensor meet het tijdverschil tussen uitzenden en ontvangen en berekent op basis daarvan het niveau. De duur van de pulsen is direct proportioneel aan de afstand tussen de sensor en het medium. De waarde die met deze tijd correspondeert, wordt geconverteerd in een uitgangssignaal van 4 tot 20 mA en/of in een digitaal signaal.
Teach-in is het inlezen of inleren van een kenmerk van een detectie-object in een elektronische verwerkingseenheid van een sensor. Bij het inlezen / inleren wordt een object in de lichtweg van een optische sensor gebracht. De remissie wordt in de ontvanger van het apparaat vastgelegd. Door middel van de teachknop op het apparaat of via een stuurdraad wordt de geregistreerde schakeldrempel opgeslagen.
Ultrasone sensoren meten de afstand tot een object of herkennen een object door het zenden en ontvangen van geluidspulsen. Een groot voordeel van deze methode is dat zij toegepast kan worden bij sterk vervuilende omgevingscondities.
Veiligheidsschakelaars zijn voor het beveiligen van hekken, deuren, etc. in gevaarlijke machines. Veiligheidsschakelaars zijn er in diverse uitvoeringen.
Vision sensoren zijn systemen die bestaan uit een beeldchip, optiek, verlichting en evaluatie in één behuizing en kenmerken zich door eenvoudig gebruik, robuustheid en betrouwbaarheid. Ze zijn ontworpen voor kleine beeldverwerkende applicaties waarvoor een standaardsensor niet kan worden gebruikt. Een ander voordeel is dat een vision sensor gemakkelijk zonder grote investeringen of dure mechanische of elektronische aanpassingen ingepast kan worden in een bestaande productielijn of als vervanging kan dienen voor andere sensoren.
Het CMOS ontvangsysteem maakt detecties mogelijk die met gewone fotocellen niet mogelijk zijn, maar waarvoor camera-systemen te "over-done" zijn.
De vork fotocel werkt volgens het gescheiden zender / ontvanger systeem. De afstand tussen zender en ontvanger is gefixeerd door de behuizing. Door een precieze lichtuittreding en een hoge detectiebetrouwbaarheid worden de kleinste verschillen in lichtintensiteit herkend.
De zender / ontvanger sensor bestaat uit twee apparaten: zender en ontvanger. Door de gescheiden opbouw zijn grote reikwijdten mogelijk. Door de inzet van laserdiode kunnen nog grotere afstanden en een oplossend vermogen gerealiseerd worden. Focusbereiken kunnen precies ingesteld worden.