Omron
Optische Sensoren für die richtige Positionierung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
3D-Drucker, IP-Kameras und Co.
Doch es kommen kontinuierlich auch neue Anwendungen auf. Roboter sind besonders interessant, aber es gibt noch sehr viel mehr: 3D-Drucker beispielsweise erfordern die genaue Ermittlung der Position des Druckkopfes, die Bestätigung des korrekten Einzugs und des Weitertransports der jeweiligen Faser. IP-Kameras müssen den Winkel und die Position des Kamerakörpers erkennen können. Zahllose Anforderungen zur Positionserkennung gibt es auch im Fitnessbereich.
Die etablierten Methoden sind auf diese neuen Applikationen jedoch nicht unbedingt anwendbar. Sie mögen zwar die meisten Oberflächentexturen und Farben erkennen, doch nicht so einfach durchsichtige Objekte. Auch bei schwarzen Objekten können sie ausgetrickst werden. Viele Anwendungen haben eine geschlitzte Ausführung, wo die Erkennung des Objekts durch die entsprechende Schlitzbreite begrenzt ist. Herkömmliche Methoden verfügen über einen langen Schaltabstand. Das kann gut sein, aber auch von Nachteil, wenn vereinzelte, sich im Hintergrund bewegende Objekte zu Störquellen werden. Neu entstehende Technologien kommen nicht nur neueren Designs zugute, sondern auch den Entwicklern etablierterer Anwendungen.
Zwei Beispiele:
• Lichtsensoren
Reflektive Lichttaster (Bild 1) erkennen nur Objekte innerhalb einer spezifizierten Entfernung des Sensors. Sie können den Hintergrund ausblenden und sowohl spiegelnde als auch diffuse, reflektierende Objekte zuverlässig erkennen – ungeachtet ihrer Farbe oder ihres Materials. Diese so genannten Light Convergent Reflective Sensors wurden ursprünglich für Reinigungsroboter entwickelt, die alle möglichen Fußbodenmaterialien jeglicher Farbe zuverlässig zu erkennen und säubern hatten. Eine besondere Herausforderung an herkömmliche optische Sensoren bestand darin, Böden aus Glas oder schwarze Bereiche zu erkennen. Traditionelle Sensoren taten sich auch schwer mit der Identifizierung von Stufen abwärts. Mit der neuen Light-Convergent-Technologie können Reinigungsroboter nun zuverlässig darauf programmiert werden, sich von herannahenden »Klippen« abzuwenden und alle möglichen Bodenbeläge genauestens zu identifizieren, um die jeweils geeignetste Reinigungsmethode auszuführen.
Die gleiche Technologie kommt heute häufig auch in Druckern zum Einsatz und erlaubt diesen die Erkennung von sehr viel mehr Materialien, einschließlich schwarzen Papiers und Klarsichtfolien. Auch Verkaufsautomaten können jetzt durchsichtige Tassen erkennen, ohne dass dazu spezielle Aufdrucke auf dem Glas oder dem Plastikbehälter nötig sind.
• Mikro-Weg-Sensoren
Ebenfalls neu sind Displacement-Mikrosensoren (Bild 2). Durch die Erzeugung einer Ausgangsspannung proportional zur Entfernung errechnen sie die Distanz des erkannten Objekts. Für diese Messung typische Sensoren können Verschiebungen mit einer Auflösung von zehn Mikrometern bei einer Entfernung von 6,5 mm ±1 mm feststellen. Sie sind genau genug, um zum Beispiel einen Doppeleinzug in einem Kopierer festzustellen, die Banknoten in einem Geldautomaten oder wieviel Papier noch im Bon-Drucker eines Kassensystems ist.
Fazit
1960 war Omron das erste Unternehmen, das Näherungsschalter auf den Markt brachte. Omron war auch einer der Pioniere für LED-Lichtschranken in den frühen Siebzigern. Obwohl das Kernprinzip, eine LED-Lichtquelle mit einem Detektor zu kombinieren, gleich geblieben ist, sind die Schalter seitdem erheblich raffinierter und genauer geworden. Die zunehmenden Roboter- und 3D-Technologien werden die Sensorentwicklung weiter antreiben, und in genau diesen neuen elektronischen Systemen werden Photomikrosensoren immer mehr an Bedeutung gewinnen.
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