Ultraschallsensoren senden zyklisch einen kurzen, hochfrequenten Schallimpuls aus, der sich in der Luft mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet. Trifft er auf ein Objekt, wird er von diesem reflektiert und gelangt als Echo zum Sensor zurück. Aus der Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Schallimpulses und dem Empfang des Echosignals berechnet der Sensor die Entfernung zum Gegenstand. Objekte und Abstände werden genau erfasst, und dies bei hervorragender Hintergrundausblendung und Unempfindlichkeit gegen viele Arten von Fremdstoffen in der Umgebung. Intelligente Messwertfilter ermöglichen zudem zuverlässige Messergebnisse für höchste Prozessstabilität.
Einsatzbereiche
Für unterschiedlichste Aufgabenbereiche messen und detektieren Ultraschallsensoren auf farbigen, glänzenden oder transparenten Oberflächen. Auch widrige Umgebungseinflüsse wie Staub, Schmutz oder Nebel beeinflussen das Messergebnis kaum. Der breite Erfassungsbereich ermöglicht zudem die Überwachung eines großen Feldes mit nur einem Sensor, was z.B. bei der Kollisionsvermeidung von Vorteil ist. Die Sensoren zeichnen sich durch eine intelligente Messwertauswertung aus, da eine kontinuierliche Temperaturerfassung direkt an der aktiven Sensoroberfläche in Verbindung mit einer internen Temperaturkompensation für präzise Messergebnisse sorgt. Typische Aufgabenstellungen sind die Durchhangregelung von Endlosmaterialien (z.B. Stoffgeweben), Roboterpositionierung (z.B. die Regelung des Greifprozesses von Paketen), Dimensionsmessung von Verpackungen (z.B. vor der automatischen Einlagerung), Detektion von Glasscheiben oder transparenten Materialien, Erfassung von glänzenden Produkten (z.B. Siliziumblöcken, Ingots oder Wafern), Erkennung von Leiterplatten mit glänzenden Oberflächen und die Detektion von Tieren (z.B. zur Optimierung der Fütterung). Selbst komplexe Aufgabenstellungen lassen sich durch optimal anpassbare Filtereinstellungen der Sensoren ausführen.
Kleine Funktionsriesen
Mit verschiedenen Reichweiten bis zu acht Metern sowie zahlreichen Parametriermöglichkeiten lassen die Sensoren der UM30-Produktfamilie keine Applikation ungelöst. Die hohe Messgenauigkeit durch integrierte Temperaturkompensation, das farbunabhängige Erkennen von Objekten, die große Verschmutzungstoleranz sowie der Betriebstemperaturbereich bis +70°C garantieren einen zuverlässigen Betrieb. Die Offline-Sensorparametrierung über das Display ermöglicht das Vorkonfigurieren und spart Zeit bei der Anlageninbetriebnahme. Durch Eliminierung von gegenseitiger Beeinflussung mittels Synchronisations- und Multiplex-Modi ist zudem eine kostengünstige Bereichsüberwachung möglich. Der UM18-2 bietet eine kurze Bauform, vier verfügbare Reichweiten bis 1.300mm, sowie ein M18-Metallgehäuse. Mit 41mm Länge sind sie die kleinsten metrischen Sensoren im Portfolio. Die Parametrierung erfolgt via IO-Link und/oder Teach-in über Leitung. Letzteres sichert den Sensor gegen unbeabsichtigtes Verstellen. Synchronisation und Multiplexing sind bei der Verwendung mehrerer Sensoren der Produktfamilien UM18 und UM30 möglich. So wird der gleichzeitige Betrieb von bis zu zehn Sensoren ohne gegenseitige Beeinflussung realisiert. Tiefschwarze oder auch transparente Objekte können mit dem UC12 erkannt werden. Unabhängig von Materialfarbe und Umgebungslicht werden auch anspruchsvolle Objekte wie transparente Folien, Glas, Flüssigkeiten und PET-Gebinde detektiert. Zwei antivalente Schaltausgänge geben eine direkte Rückmeldung bei Kabelbruch aus. Die Sensoren UC4 haben eine Reichweite bis 250mm. Typische Anwendungen sind die Detektion transparenter Objekte oder die Objekterfassung bei gleichzeitig besonderen Anforderungen an die Hintergrundausblendung. Die Kontrolle von dünnen und plan übereinanderliegenden Lagen ist die Spezialdisziplin der UM18-Sensoren für die Doppelbogenerkennung, sogar bei Materialien wie Klarsichtfolien oder dünnen Bleche. Der Sensor muss nicht eingelernt werden, sondern lediglich der Montagewinkel in Abhängigkeit von Materialbeschaffenheit und -dicke angepasst werden.
Fazit
Mit Ultraschallsensoren können Objekte verschiedenster Materialien und Farben einwandfrei – auch unter rauen Umgebungsbedingungen – detektiert und deren Abstand erfasst werden. Selbst durchsichtige, als auch glänzende oder tiefschwarze Oberflächen, führen zu prozesssicheren Schaltsignalen. Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Sensorprinzipien ist ihre Unempfindlichkeit gegen Schmutz, Staub und Nebel.
