Der R2100 ist ein messender 2D-Sensor, mit dem es möglich ist, Objekte und Konturen zu erkennen, deren Abstand und Winkel zum Sensor zu ermitteln und diese Informationen an eine Maschinen- oder Fahrzeugsteuerung auszugeben. Bei der Pulse Ranging Technology (PRT), die bereits in einer Vielzahl von Sensoren zum Einsatz kommt, handelt es sich um ein von Pepperl+Fuchs entwickeltes, direktes Entfernungs-Messverfahren. Es misst die Laufzeit vom Sensor ausgesendeter und von einer Oberfläche reflektierter Lichtpulse und errechnet über die Lichtgeschwindigkeit die genaue Entfernung zum Objekt. Das Besondere dabei ist, dass der Energiegehalt der diskreten Pulse wesentlich höher ist als bei Sensoren mit permanent sendenden Lichtquellen, wie sie bei indirekten Messverfahren häufig eingesetzt werden. Dadurch erreicht die Technologie selbst bei dunklen Objekten oder kritischen Oberflächen ein äußerst zuverlässiges Messergebnis – zumal auch die Anzahl der Messung pro Sekunde um ein vielfaches größer ist, als bei vergleichbaren Systemen. Die hohe Störsicherheit gegenüber Fremdlicht oder Umwelteinflüssen kommt der Leistungsfähigkeit des Entfernungsmesssystems zugute.
Vorteile gegenüber Laser
Um eine zweidimensionale Messung zu realisieren und gleichzeitig vollständig auf verschleißgefährdete Bauteile wie z.B. Lager, Kleinmotoren oder rotierende Umlenkspiegel verzichten zu können, verfolgten die Entwickler einen neuartigen Systemansatz. Der Sensor nutzt insgesamt elf Hochleistungs-Infrarot-LEDs als Sendelichtquellen. Sie besitzen jeweils einen Abstrahlwinkel von 8° und sind als getrennte optische Kanäle so nebeneinander angeordnet, dass sie fächerartig ein Feld mit einem Winkel von 88° und einem Entfernungs-Messbereich von 8m erzeugen. Die elf Sender werden nacheinander angesteuert und über einen Empfänger ausgewertet. Im Gegensatz zu 2D-Laserscannern, die ihre Überwachungsfläche mit beweglichen Spiegeln erzeugen, hat das statische, mehrkanalige LED-Konzept eine Reihe von Vorteilen. So ist das Messsystem aufgrund der LEDs augensicher und die LED-Optik bildet den Lichtfleck z.B. auf 4m Entfernung mit einem Durchmesser von etwa 550mm ab. Dadurch können Objekte, die eine unregelmäßige Oberfläche haben, zuverlässig erfasst werden. Die LED-Technik ermöglicht auch höhere Einsatztemperaturen, als dies bei Halbleiter-Lasern der Fall ist. Damit ist der Einsatz auch in warmer Umgebung ohne zusätzliche Kühlungsmaßnahmen möglich. Zudem gibt keine beweglichen Komponenten oder Bauelemente, die im Einsatz verschleißen und zu einem Sensorausfall führen könnten – gerade in mobilen Applikationen ein entscheidender Aspekt. Gleichzeitig ist der Sensor als schnelles Messgerät ausgelegt: Der gesamte Erfassungsbereich wird in 20ms komplett abgetastet.
Für mobile und stationäre Einsätze
OEMs und Integratoren eröffnen sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, z.B. in der Intralogistik. Beim Einsatz als Kollisionsschutz oder bei der Fach-belegt-Kontrolle an Regalbediengeräten können die Messwerte so ausgewertet werden, dass nur Objekte die sich im gewünschten Erfassungsbereich befinden für die Auswertung verwendet werden. An Andockstationen lassen sich die Daten so auswerten, dass nur die andockenden Fahrzeuge zum Auslösen der gewünschten Reaktion führen. Als Sensor zur Distanzierung und Kolonnenbildung von Fahrzeugen oder Transporteinheiten wie Elektrohängebahnen ist der Sensor in der Lage, auch in Kurvenbereichen sicher zu detektieren. In der Landwirtschaft optimiert das Gerät z.B. durch die zuverlässige Erfassung der Mähkante den Einsatz von Mähfahrzeugen. Dort ist von Vorteil, dass er auch inhomogene Oberflächen, wie die des noch nicht gemähten Getreides, zuverlässig detektiert. Als stationärer Sensor, z.B. beim Überwachen von Übergabestationen von mobilen Fahrzeugen auf stationäre Fördersegmente, lässt sich die Auswertung den maschinentechnischen Gegebenheiten vor Ort anpassen, sodass der Sensor nur meldet, wenn z.B. eine Palette verbotenerweise in einem solchen Bereich abgestellt wird und die Station blockiert.
Fazit
Der R2100 kombiniert als erster Sensor die Vorteile der Puls Ranging Technology mit denen der 2D-LED-Messung und ist die ideale Lösung, für Anwendungen, bei denen es auf eine schnelle Messung, applikationsgerechte Winkelauflösung und hohe Wirtschaftlichkeit ankommt. Mit seinen Eigenschaften ist der Sensor nicht nur bei der Bewältigung bekannter Aufgabenstellungen in der Intralogistik eine Alternative zu teureren Laserscannern, der 2D-Entfernungsmesser hat auch das Potenzial, neue Detektionslösungen in der Automatisierungstechnik zu ermöglichen.
