Bloggegevens

Bij het selecteren van industriële sensoren voor geautomatiseerde productielijnen worden inkoop- en engineeringteams vaak geconfronteerd met een fundamentele vraag: moeten ze een laserverplaatsingssensor of een foto-elektrische sensor kiezen? Beide worden veel gebruikt bij objectdetectie, positiebevestiging en productieprocescontrole, maar ze zijn ontworpen voor heel verschillende taken.

Een foto-elektrische sensor is meestal de eerste keuze als u alleen maar hoeft te bevestigen of een object aanwezig, geblokkeerd of op zijn plaats is. Een laserverplaatsingssensor wordt daarentegen gebruikt als u wilt weten hoe ver het object is, hoe dik het is, hoe hoog het is en of de positie ervan voortdurend is veranderd.

Het kiezen van het verkeerde sensortype heeft niet alleen invloed op de detectienauwkeurigheid, maar kan ook leiden tot extra hardwarekosten, signaalintegratieproblemen en herwerk van de productielijn. Dit artikel vergelijkt laserverplaatsingssensoren en foto-elektrische sensoren vanuit een inkoopperspectief, waarbij de werkingsprincipes, detectiemogelijkheden, outputtypen, kosten en typische industriële toepassingen worden behandeld.

Als u nog steeds een basiskennis van lasermeettechnologie aan het opbouwen bent, begin dan met onze inleidende gids:Wat is een laserverplaatsingssensor?.

Het belangrijkste verschil tussen een laserverplaatsingssensor en een foto-elektrische sensor ligt in hun kerndoel:

• Een foto-elektrische sensor detecteert of een object bestaat, door een straal gaat of licht terugkaatst. Het geeft antwoord op de vraag: Is er iets?
• Een laserverplaatsingssensor meet de afstand tussen de sensor en het doelobject. Het beantwoordt de vraag: waar is het object en hoe ver is het?

Dit verschil bepaalt direct al het andere: installatiemethode, signaaluitvoer, PLC-programmeervereisten, kostenstructuur en geschikte toepassingsscenario's.

Een foto-elektrische sensor werkt op basis van lichtbundelonderbreking of reflectie. Meestal bestaat het uit een zender en een ontvanger. Wanneer een object de lichtstraal blokkeert of terugkaatst naar de ontvanger, activeert de sensor een schakelsignaal.

Veel voorkomende typen zijn onder meer:

• Zender-beam: De zender en ontvanger bevinden zich tegenover elkaar. Wanneer er een object tussendoor passeert, wordt de straal onderbroken.
• Retro-reflecterend: De sensor en reflector zijn tegenover elkaar geïnstalleerd. De sensor detecteert wanneer een object de gereflecteerde straal breekt.
• Diffuus-reflecterend: De sensor zendt licht uit en ontvangt reflectie van het objectoppervlak.

Dit principe is eenvoudig, betrouwbaar en goedkoop, maar beperkt zich doorgaans tot het detecteren van aanwezigheid, afwezigheid of voorbijgaande gebeurtenissen. Het kan geen nauwkeurige continue afstandsgegevens leveren.

Een laserverplaatsingssensor werkt doorgaans op basis van het lasertriangulatieprincipe. De sensor projecteert een laservlek op het doeloppervlak. Het gereflecteerde licht wordt ontvangen door een intern CMOS- of PSD-element en het systeem berekent de afstand op basis van de positie van de lichtvlek op de ontvanger.

Dit betekent dat de sensor niet simpelweg “object gedetecteerd” zegt; het levert een continue meetwaarde op die de werkelijke afstand van de sensor tot het object weergeeft.

Om deze reden zijn laserverplaatsingssensoren geschikter voor:

• Hoogte meting
• Dikte inspectie
• Detectie van gaten
• Positiebewaking
• Gesloten-lusregeling
• Kwaliteitscontrole

Als u meer wilt weten over hoe laserverplaatsingssensoren werken, zie:Wat is een laserverplaatsingssensor?.

Een van de meest praktische verschillen voor inkoop en systeemintegratie is het uitvoertype.

De meeste foto-elektrische sensoren bieden digitale schakeluitgangen, meestal NPN of PNP. Ze sturen een binair signaal naar de PLC:

• Object gedetecteerd = AAN
• Geen object gedetecteerd = UIT

Dit is voldoende voor basisautomatiseringstaken zoals tellen, transporteren, sorteren en deurpositiedetectie. Het levert echter geen continue meetgegevens op.

Voor meer informatie over NPN- en PNP-compatibiliteit leest u:NPN versus PNP-uitvoer.

Laserverplaatsingssensoren bieden vaak rijkere uitvoeropties:

• Schakeluitgang: voor activering van objectaanwezigheid en positie.
• Dubbele uitgang: Combineert schakeluitgang met analoge uitgang.
• Analoge uitgang: Biedt continue afstandsgegevens, zoals 0–5V of 4–20mA.
• Digitale communicatie-uitvoer: Sommige modellen ondersteunen RS485, RS422 of andere seriële communicatie.

Dit betekent dat een laserverplaatsingssensor twee functies tegelijkertijd kan vervullen: hij kan een machineactie activeren en realtime meetgegevens naar het besturingssysteem sturen.

Als u schakeluitgang en dubbele uitgang vergelijkt, zie:Schakeluitgang versus dubbele uitgang.

Een fotocel is aan te raden als uw toepassing alleen maar hoeft te bevestigen of een object aanwezig is of een bepaalde positie heeft gepasseerd.

Typische toepassingen zijn onder meer:

• Objectdetectie van transportband
• Producttelling
• Bevestiging aanwezigheid verpakkingslijn
• Detectie van deur- of poortpositie
• Detectie van palletaanwezigheid
• Eenvoudige sorteersystemen
• Basistriggering van de lopende band

In deze scenario's is de taak in wezen digitaal: iets is er of is er niet. Een foto-elektrische sensor is meestal eenvoudig, betrouwbaar en kosteneffectief.

Een laserverplaatsingssensor wordt aanbevolen wanneer u de werkelijke positie van een object moet meten, bewaken of regelen.

Typische toepassingen zijn onder meer:

• Dikte inspectie
• Hoogte meting
• Detectie van gaten
• Bewaking van de oppervlaktepositie
• Positionering van robots
• Robotachtige grijperafstandscontrole
• Automatisering met gesloten lus
• Kwaliteitscontrole
• Meting van de laagdikte van het batterijpoolstuk
• SMT-soldeerpastadiktedetectie
• Positionering van automobielassemblage

Voor robotpositioneringstoepassingen, zie:Lasersensoren voor robotpositionering.

Vanuit inkoopperspectief kunnen de kosten niet alleen worden beoordeeld aan de hand van de eenheidsprijs van de sensor. U moet ook rekening houden met bedrading, PLC-modules, programmeren, debuggen en toekomstige schaalbaarheid.

Foto-elektrische sensoren hebben over het algemeen een lagere eenheidsprijs. Ze zijn eenvoudig te installeren, eenvoudig te vervangen en breed ondersteund door standaard PLC digitale ingangsmodules.

Ze hebben echter beperkingen:

• Geen continue afstandsgegevens
• Niet geschikt voor precisiekwaliteitscontrole
• Mogelijk zijn extra sensoren nodig als er later meetfuncties worden toegevoegd
• Moeilijk om gesloten-luscontrole te ondersteunen

Laserverplaatsingssensoren zijn doorgaans duurder per eenheid, maar kunnen in veel toepassingen de totale systeemkosten verlagen.

Eén sensor kan het volgende vervangen:

• Een foto-elektrische sensor voor detectie
• Een analoge afstandssensor voor metingen
• Extra signaalomvormers
• Meerdere montagebeugels
• Complexere bedrading

Als uw toepassing zowel detectie als metingen vereist, kan een laserverplaatsingssensor met dubbele uitgang kosteneffectiever zijn dan het gebruik van meerdere sensoren.

Gebruik de volgende vragen om te beslissen welk sensortype u moet kiezen:

KRONZ raadt aan om sensoren te selecteren op basis van toepassingsvereisten en niet alleen op basis van de prijs.

• Als uw primaire vereiste detectie van de aanwezigheid van objecten is, kies dan voor een foto-elektrische sensor.
• Als uw vereisten afstand-, hoogte-, dikte-, spleet- of positiemeting omvatten, kies dan een laserverplaatsingssensor.
• Als u zowel detectie als continue meting nodig heeft, kies dan voor een laserverplaatsingssensor met dubbele uitgang.

Voor gedetailleerde selectiemethoden, zie:Hoe u de juiste laserverplaatsingssensor kiest. Voor selectie van het meetbereik, zie:Welke meetafstand moet u kiezen voor een laserverplaatsingssensor?.

Laserverplaatsingssensoren en foto-elektrische sensoren zijn beide belangrijk in de industriële automatisering, maar ze dienen verschillende doeleinden.

Een foto-elektrische sensor is ideaal voor eenvoudige, goedkope objectdetectietaken. Het werkt goed als het systeem alleen hoeft te weten of een object aanwezig, passerend of geblokkeerd is.

Een laserverplaatsingssensor is de betere keuze wanneer de toepassing nauwkeurige afstandsmeting, positiebewaking, dikte-inspectie, hoogtedetectie of gesloten-lusregeling vereist. Het biedt rijkere gegevens en grotere flexibiliteit, vooral in kwaliteitskritische productieprocessen.

Voor inkoopteams is het van belang eerst één vraag te beantwoorden: hoef ik het object alleen te detecteren of moet ik het meten?

Als u alleen detectie nodig heeft, is een fotocel meestal voldoende. Als u metingen nodig heeft, is een laserverplaatsingssensor de juiste keuze.

• Wat is een laserverplaatsingssensor?
• Hoe u de juiste laserverplaatsingssensor kiest
• Welke meetafstand moet u kiezen voor een laserverplaatsingssensor?
• NPN versus PNP-uitvoer
• Schakeluitgang versus dubbele uitgang

• Hoe u een laserverplaatsingssensor installeert
• Veelvoorkomende fouten bij het installeren van lasersensoren
• Handleiding voor het oplossen van problemen met de laserverplaatsingssensor

• Lasersensoren voor robotpositionering

Als u niet zeker weet of u een laserverplaatsingssensor of een foto-elektrische sensor moet kiezen, kan het technische team van KRONZ u helpen. Afhankelijk van uw toepassing, besturingssysteem en productieomgeving kunnen wij u het meest geschikte sensortype, meetbereik en uitgangsconfiguratie aanbevelen.

Neem contact op met KRONZ voor:

• Hulp bij productkeuze
• Technisch advies
• Ondersteuning van applicatie-engineering
• OEM- en ODM-diensten
• Offerte aanvragen
• Wereldwijde verkoopondersteuning