Выбор датчика: Технические характеристики лазерных датчиков

Многие ошибки лазерных датчиков начинаются не с плохого оборудования. Они начинаются с ленивых спецификаций.

Я видел, как команды эквайеров сравнивали два лазерных датчика по цене, набору и типу разъема, а потом были шокированы, когда менее дорогое устройство не справилось с глянцевым фильмом, черной резиной, тяжелым паром, резонансом или целью, движущейся со скоростью 1,8 м/с. Это та часть, которую никто не решается заявить вслух: датчик, который “обслуживает стенд”, - это не то же самое, что датчик, который выживает в производстве.

Технические характеристики выпуска.

Но только если вы выберете правильные датчики, в идеальном порядке, с учетом особенностей устройства. Вы выбираете лазерный фотоэлектрический датчик для обнаружения и подсчета, лазерный датчик расстояния для размещения или лазерный вариационный датчик для измерения на микронном уровне? Это не одно и то же приобретение, даже если язык брошюр пытается их размыть.

Для посетителей, сравнивающих коммерческие продукты обнаружения, я бы, конечно, начал с Лазерные фотоэлектрические датчики для дальнего обнаружения красного лазера и после этого перепроверьте более полный категория фотоэлектрических датчиков прежде чем составить короткий список.

Грязный ключ, скрывающийся за характеристиками лазерных датчиков

Спецификация лазерного датчика - это технологическая гарантия при определенных проблемах, а не универсальная гарантия для вашей сборочной линии. Диапазон, повторяемость, размер места, время реакции, тип результата, источник питания, степень защиты IP и класс лазера лишь предполагают что-то при сопоставлении с целевым продуктом, геометрией размещения, окружающим освещением, загрязнением, логикой управления и действиями производителя по остановке.

Это кажется очевидным. Но это не так.

Я видел, как конструкторы напрягались из-за повторяемости ±0,1 мм, пренебрегая изгибом кронштейна. Я видел, как покупатели отказывались от сенсорного блока, потому что он был 15% намного дороже, а затем тратили три смены, гоняясь за ложными срабатываниями, вызванными окружающим светодиодным освещением. И я видел, как производители устройств обращались с лазерным фотоэлектрическим датчиком, защитной световой шторкой и сканером безопасности, как будто они взаимозаменяемы, поскольку все три “используют свет”.”

Это не так.

Сайт Электронный инструмент для защиты оборудования OSHA для устройств с датчиком присутствия: световые завесы должны останавливать движение оборудования при прерывании поля видимости, и они должны быть настроены с учетом диапазона безопасности, надежности управления и неохраняемых зон доступа. Это совсем другая задача, чем подсчет коробок на конвейере.

Поэтому, когда кто-то спрашивает: “Что такое технические характеристики лазерных датчиков?”, я отвечаю откровенно: это минимальное доказательство, которое необходимо, прежде чем доверить датчику качество производства, время безотказной работы или воздействие на людей.

Начните с задачи: Обнаружение, дальность или перемещение?

Первоначальный выбор - это не бренд. Это не стоимость. Это не NPN против PNP.

Это особенность.

Лазерный фотоэлектрический датчик определяет наличие предметов. Лазерный датчик расстояния определяет, на каком расстоянии находится цель. Лазерный вариационный датчик отслеживает небольшие изменения положения, часто с гораздо более жесткими требованиями к точности и повторяемости. Смешайте их, и весь ваш процесс выбора превратится в дорогостоящий кинотеатр.

Лазерные фотоэлектрические датчики

Лазерный фотоэлектрический датчик - это лучший вариант для обнаружения предметов, проверки позиционирования, подсчета, обнаружения сторон и управления потоком, где плотный заметный луч света помогает позиционированию. К полезным характеристикам относятся: матрица захвата, размер области, время обратной связи, вид выхода, напряжение питания, рейтинг безопасности и защита от помех.

Например, на веб-странице Security Drape представлено лазерное фотоэлектрическое сенсорное устройство с красным лазером, предназначенное для обнаружения, позиционирования, подсчета и контроля прохождения предметов, с NPN/PNP-результатом, питанием DC12- 24 В, защитой IP65 и гибким уровнем чувствительности: Лазерный фотоэлектрический датчик Красный лазер дальнего действия Производственный комплекс.

Хорошо подходит для: контейнеров, деталей, краев полотна, потока деталей, счетных станций.

Негативная подгонка: высокоточное измерение толщины, обеспечение юридической безопасности и защиты, или целевые поверхности, которые без экранирования становятся исключительно зеркально-глянцевыми и матово-черными.

Лазерные датчики расстояния

Лазерный датчик дальности используется в тех случаях, когда важна сама величина дальности. Поверьте, позиционирование паллет, диаметр рулонов, размещение крана, стыковка AGV, уровень контейнеров, высота подъема и проверка стратегии робота.

Здесь вас меньше волнует вопрос “видит ли он что-нибудь?” и гораздо больше - измеряемое расстояние, линейность, разрешение, повторяемость, цена выборки, температурный дрейф и отражательная способность мишени.

Суровая реальность: датчик расстояния, который великолепно считывает показания на белой керамической плитке, может вести себя совершенно по-другому на черной резине, гребенчатом легком алюминии, прозрачном пластике или влажном картоне.

Устройства лазерного вариационного зондирования

Лазерный датчик отклонений - это очень важный прибор. Он используется для проверки счета, плотности, высоты, монотонности, биения, измерения пустот и контроля процессов, где возникают небольшие отклонения.

Именно здесь заказчикам необходимо перестать обращать внимание только на заголовок с цифрами точности. Повторяемость, линейность, угол наклона луча, диапазон направления, диапазон измерений, зависимость от площади поверхности и прослеживаемость калибровки - вот о чем следует рассказать.

Документ NIST о испытание и калибровка лазерных интерферометров для вариационных измерений Полезный совет из мира метрологии: размер смещения - это не магия; он зависит от калибровки, непредсказуемости, дрейфа, геометрии, привычки к длине волны, условий воздуха и метода контраста, используемого для поверки прибора.

Технические характеристики лазерных датчиков, которые действительно выбирают производительность

Давайте перейдем к функциональности. Это таблица, которую я хотел бы, чтобы гораздо больше клиентов использовали перед отправкой RFQ.

Spec	Что он на самом деле предлагает	Что происходит в районе	Мое правило выбора
Диапазон чувствительности	Минимальное и оптимальное повторяющееся открытие или расстояние между измерениями	Датчик работает при любом расположении, но не работает при изменении цели на 20 мм	Оставьте запас; не выполняйте крайние варианты
Повторяемость	Насколько стабильно датчик выдает один и тот же результат при одних и тех же условиях	Случайный вариант создает ложные отклонения или нестабильный контроль	Приоритет отдается повторяемости при позиционировании и обследовании
Точность	Близость к реальной стоимости	Хорошая повторяемость, но неправильные измерения из-за калибровки или поверхности мишени	Данные испытаний по требованию для реального целевого материала
Разрешение	Мельчайшие обнаруживаемые изменения	Количество рекламы и маркетинга выглядит выдающимся, но шум скрывает сигнал	Контрастное разрешение в сравнении с допуском к процедуре
Время реакции	Время, необходимое для выявления или обновления результатов	Быстро движущиеся компоненты проходят до того, как их увидит ПЛК	Сопоставьте время выполнения действий со скоростью, временем сканирования ПЛК и результатами рассуждений.
Размер площади	Диаметр или форма лазерного луча на расстоянии до офиса	Луч света захватывает фон, боковые стороны, отверстия или глянцевые изображения	Используйте меньшие пятна для мелких объектов и контроля краев
Тип результата	NPN, PNP, аналоговый, IO-Link, релейный или безопасный выход	Неравномерность электропроводки задерживает ввод в эксплуатацию	Проверка типа входного сигнала ПЛК перед приобретением
Напряжение питания	Необходимое питание, обычно DC12- 24 В или DC24 В	Падение напряжения и громкая мощность являются причиной периодических ошибок	Проверьте фактическое напряжение в шкафу, размер шнура и количество
Рейтинг IP-адресов	Пыле- и влагозащищенность, например, IP65, IP67 или IP68	Промывка, масляный туман и пыль исключают использование датчиков “внутри помещений”.	Соответствие степени защиты IP подходу к очистке и загрязнению
Лазерный курс	Безопасность для глаз и нормативная категория	Небезопасное использование, отсутствие меток или проблемы с экспортом/импортом	Подтверждение курса FDA/IEC перед установкой заметных лазеров

Один номер никогда не дает информации.

Если цель маленькая, размер зоны может иметь большее значение, чем дальность. Если цель движется быстро, время отклика может иметь большее значение, чем разрешение. Если установка находится рядом с прессом, пилой, роботом или конвейером, функция безопасности оказывается важнее простоты обнаружения.

И действительно, это раздражает людей, которые хотят получить однострочный ответ.

Точность и повторяемость: Перестаньте относиться к ним как к двойникам

Точность и повторяемость - это не одно и то же. Точность говорит о том, насколько близки показания к реальным, а воспроизводимость - о том, насколько постоянно прибор возвращает один и тот же анализ при одних и тех же проблемах.

Ниже приведена цеховая версия: датчик может постоянно ошибаться.

Это может показаться шуткой, но именно так и происходит, когда лазерный датчик смещения калибруется на одной поверхности, а используется на другой. Глянцевая нержавеющая мишень, черная резиновая лента, прозрачный пластиковый контейнер и шероховатая поверхность возвращают свет не одинаково. Регулировка угла имеет значение. Проблемы со спеклом. Проблемы с загрязнением. Проблемы с температурой.

Если сопротивление составляет ± 1 мм, можно обойтись более дешевым лазерным дальномером. Если сопротивление составляет ± 0,05 мм, перестаньте притворяться, что обычный фотоэлектрический датчик - это устройство для контроля.

Для точности и повторяемости лазерных датчиков я использую следующее правило: реальное отклонение чувствительного элемента должно составлять не более 20% - 30% от сопротивления процедуры после установки, освещения, вибрации, уровня температуры, оттенка мишени и синхронизации ПЛК.

Слишком традиционно? Возможно. Но горькие пилюли не ценят оптимизма.

Время отклика: характеристика, раскрывающая любительский вариант

Время действия - это то место, где многочисленные предложения “лучшего лазерного датчика для измерения дальности” терпят крах.

Чувствительный элемент с временем обратной связи 1 мс кажется быстрым. Но машина не заботится только о чувствительном элементе. Она учитывает всю цепочку: реакцию блока датчика, задержку на выходе, время проверки ПЛК, систему фильтрации входных сигналов, задержку реле или контроллера безопасности, время механической остановки и поведение оператора.

В руководстве OSHA по световым занавесам говорится, что устройства, определяющие присутствие, должны прекращать типичное поглаживание пресса, если тело водителя попадает в поле видимости, и это привязывает настройку к формуле расстояния безопасности и защиты. Это имеет значение, поскольку скорость обнаружения без безопасного расстояния - это просто быстрое предупреждение после того, как повреждение уже началось.

Для общей автоматизации быстрая обратная связь повышает точность подсчета и минимизирует количество пропущенных элементов. Для обеспечения безопасности производителя время отклика учитывается при оценке опасности.

Разные ставки. Разная математика.

Отдел труда США сообщил о случае, произошедшем в 2016 году, когда работник получил частичную ампутацию пальца при устранении засора на устройстве для уплотнения мешков; частные следователи обнаружили, что установленные производителем световые шторы были повреждены, и предложили штрафы до $78 325: В ходе расследования OSHA выяснилось, что охранники и сотрудники службы безопасности обходят стороной.

В этой ситуации речь шла не о дорогом техническом паспорте. Речь шла о том, что происходит, когда давление производства побеждает доводы безопасности.

Лазерный курс и безопасность глаз: Spec Purchasers Skip Till Lawful Obtains Included

Лазерный курс не является декором. Он информирует вас о потенциальной степени опасности лазерного излучения и требованиях к маркировке/контролю вокруг изделия.

FDA утверждает, что лазерные изделия повышают точность, аккуратность, безопасность и целостность, но при этом необходимо помнить о рисках, связанных с лазерным воздействием; также признаются основные классы лазерной опасности - от I до IV, причем более высокие классы дают большую травмоопасность: Лазерные изделия и инструменты FDA.

Для коммерческих покупателей это выражается в трех однообразных, но дорогостоящих способах:

1. Соблюдение требований импорта
2. Оценка безопасности и охраны труда
3. Документы на устройства

В документе FDA 2023 Laser Notice No. 56 рассматривается соответствие стандарту IEC 60825-1 Ed. 3 и 21 CFR 1040.10/ 1040.11, то есть той нормативной информации, которая мгновенно становится действительно интересной, когда задерживается поставка или клиент запрашивает технологические файлы: Лазерное уведомление FDA № 56.

Моя точка зрения: если поставщик не может четко указать курс лазера, выходную мощность, длину волны, условия идентификации и подходящий критерий, не скрывайте эту опасность в примечаниях к покупке. Эскалируйте ее.

Итоги работы сенсорного блока: NPN, PNP, аналоговые, IO-Link и схемотехнический улов

Вывод выглядит базовым до начала ввода в эксплуатацию.

NPN и PNP преобладают над электронными результатами, но они не совместимы без учета входных схем ПЛК. Аналоговые результаты, такие как 0-10 В или 4- 20 мА, используются, когда вам нужно постоянное измерение. IO-Link добавляет диагностику, параметризацию и данные о проблемах, что может быть полезно, когда группы технического обслуживания хотят уменьшить количество отказов энигмы.

Вот вам и урок из области разочарований: многие “отказы” блоков датчиков - это не отказы датчиков. Это ошибки в проводке.

Покупатель видит DC12- 24 В и NPN/PNP и думает, что дело сделано. Однако инженеру по управлению все еще необходимо проверить логику подачи/отдачи, распиновку проводов, тип разъема M8 или M12, защитное заземление, фильтрацию входов и достаточную скорость сканирования ПЛК.

Вот почему мне нравится вариант сцепления чувствительного блока с более широким Советы по выбору средств защиты и безопасности а не рассматривать каждый сенсорный блок как отдельный компонент.

Показатели IP и окружающая среда: Производственное предприятие всегда выигрывает

IP65 - это не силовое поле.

Лазерный фотоэлектрический датчик с классом защиты IP65 может выдерживать пыль и струи воды низкого давления, но это не означает, что он в восторге от дымки охлаждающей жидкости, щелочных химикатов для промывки, брызг от сварки, мучной пыли, прямого эффекта, льда, вибрации или вилочного погрузчика, который каждую пятницу чистит скобу.

Однажды я видел блок датчика, осужденный за нестабильность, когда реальной проблемой была погнутая скоба $4, вибрирующая на высокой скорости. После этого сенсорный блок работал отлично, но отражатель постепенно покрывался маслом, переносимым воздухом. Все хотели получить новую версию. Никто не собирался очищать оборудование.

Традиционный.

Для грубых работ контрастность Варианты водонепроницаемых защитных легких портьер и Датчики приближения для длительного бесконтактного обнаружения когда оптическое обнаружение подвергается загрязнению. Часто идеальным решением является не более совершенный лазерный датчик. Часто это другой принцип замечения.

Граница безопасности: лазерные датчики не сразу становятся устройствами безопасности

Именно здесь я получаю нежелательную информацию.

Базовый лазерный фотоэлектрический датчик не должен рассматриваться как защитное устройство, если он специально не разработан, не аккредитован, не подключен и не подтвержден для выполнения этой функции защиты и безопасности. Обнаружение - это не то же самое, что защита.

Бюро статистики труда сообщило, что в 2018 году оборудование было задействовано в 58% случаях ампутации, связанных с работой, при этом общее число случаев ампутации составило 6 200, а среднее число дней простоя - 31: Информация об ампутации машин BLS.

Этот факт должен сделать каждое обсуждение “просто включить датчик” более серьезным.

Для защиты устройства используйте такие опции контраста, как светонепроницаемые шторы, безопасные лидары, и гибридные методы защиты, такие как световой занавес vs сканер безопасности vs межпородная защита для роботизированных клеток. Лазерное устройство обнаружения может обнаружить компонент. Система, отвечающая требованиям безопасности, должна обнаружить человека, прекратить безопасную работу, прекратить опасное движение и пройти анализ угроз.

Это большая планка.

Как выбрать лазерный датчик и не обжечься

Вот мой рабочий список. Его нельзя назвать элегантным. Но он работает.

Шаг 1: Укажите цель

Запишите материал, цвет, отражательную способность, размер, форму, скорость, расположение и допустимый вариант установки. Включите худшие цели, а не только аккуратный образец из лаборатории.

Действие 2: Определите задание

Определяет ли сенсорный блок наличие, измеряет диапазон, проверяет смещение, подсчитывает компоненты, проверяет настройку или обеспечивает безопасность людей? Используйте эти слова в полной мере.

Шаг 3: Укажите настройки

Перечислите грязь, воду, масло, охлаждающую жидкость, химические средства для очистки, пар, резонанс, окружающий свет, электрический звук, температуру и механическое воздействие.

Совет 4: Определите пользовательский интерфейс управления

Подтвердите NPN/PNP, аналоговый, IO-Link, реле, вид кабельного телевидения, адаптер, напряжение питания, время сканирования ПЛК, потребности контроллера безопасности и диагностику.

Шаг 5: Проверьте некрасивые образцы

Используйте черные, глянцевые, прозрачные, влажные, наклонные, грязные, вибрирующие, быстро движущиеся и пограничные мишени. Если датчик справляется только с аккуратными белыми объектами, значит, вы узнали что-то полезное, прежде чем тратить время на простой.

Шаг 6: Запрос доказательств

Запросите технические паспорта, схемы подключения, курс лазера, степень защиты IP, время отклика, кривую диапазона, информацию о повторяемости, инструкции по монтажу и рекомендации по применению. Если в комплект поставки входит система безопасности, запросите сертификаты и сведения о необходимости проверки.

Для команд, занимающихся закупками запасных частей и рисками, связанными с продолжительностью работы, обзор количество запасных световых штор и фотоглазков для оснащения Заслуживает внимания тот факт, что замена совместимости обычно становится актуальной только после того, как линия уже не работает.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Какие требования предъявляются к лазерным датчикам?

Технические характеристики лазерных датчиков - это количественно измеримые технические ограничения и условия эксплуатации, которые определяют, как лазерный датчик обнаруживает, измеряет или проверяет цель в коммерческом применении. Обычно они включают в себя диапазон замеров, точность, повторяемость, разрешение, время реакции, размер пятна, тип результата, напряжение питания, рейтинг IP, курс лазера и пределы окружающей среды.

Фокус в том, что требования проверяются в условиях регламентированных проблем. Ваше оборудование может иметь резонанс, грязный воздух, глянцевые материалы, смешанные оттенки, электрический звук и несовершенный монтаж. Поэтому технический паспорт - это начальный фактор, а не последнее доказательство.

Как выбрать лазерный датчик?

Чтобы выбрать лазерный датчик, сначала определите задачу: обнаружение присутствия, измерение расстояния, измерение смещения, подсчет, размещение или подбор с учетом требований безопасности. После этого сопоставьте массив датчика, повторяемость, время действия, размер области, тип результата, экологический рейтинг и курс лазера с реальной целью, скоростью изготовления, контроллером и проблемами установки.

Не начинайте с цены. Начните с параметров отказа. Спросите, что произойдет, если датчик пропустит деталь, выдаст ложное срабатывание, отклонится на 0,5 мм или покроется пылью. Это решение подскажет вам, насколько серьезными должны быть технические характеристики.

В чем различие между лазерным дальномером и лазерным вариационным датчиком?

Лазерный датчик расстояния измеряет расстояние между чувствительным элементом и целью, в то время как лазерный датчик смещения регистрирует крошечные изменения в установке цели, уделяя больше внимания повторяемости, линейности, разрешению и безопасности измерений. Датчики дальности часто используются для размещения; датчики смещения - для оценки и контроля точности.

Говоря обычным языком, расстояние спрашивает: “Как далеко это находится?”. Смещение спрашивает: “Насколько оно переместилось?”. Эта разница имеет значение, когда технологический допуск ограничен, например, при проверке толщины, пространственных размеров, биения, плоскостности или контроля высоты.

Почему лазерные датчики не справляются с блестящими или черными поверхностями?

Лазерные датчики не справляются с блестящими или черными поверхностями из-за того, что отражательная способность цели изменяет то, сколько света возвращается в приемник и под каким углом. Глянцевые поверхности могут отражать луч света или вызывать свечение, в то время как темные материалы принимают больше света, снижая жесткость сигнала и делая обнаружение или измерение нестабильным.

Именно поэтому тестирование на реальных объектах побеждает брошюрное мышление. Сенсор, который хорошо работает на матовом белом картоне, может не справиться с черной резиной, прозрачным пластиком, гребенчатой сталью, влажной пленкой или блестящей нержавеющей сталью. Постоянно тестируйте наихудший вариант поверхности.

Является ли лазерный фотоэлектрический датчик устройством безопасности и охраны?

Лазерный фотоэлектрический датчик не является автоматически датчиком безопасности, поскольку обычные датчики обнаружения обычно не создаются с резервированием по уровню безопасности, мониторингом неисправностей, аккредитованной архитектурой управления и подтвержденными характеристиками остановки. Для обеспечения безопасности требуется устройство, отвечающее требованиям безопасности, и записанный анализ угроз, а не просто датчик, обнаруживающий присутствие.

Это различие не подлежит обсуждению. Используйте соответствующие световые завесы безопасности, сканеры безопасности, LiDAR, блокировки, реле или контроллеры безопасности там, где требуется защита человека. Типичный лазерный датчик может поддерживать автоматизацию, но не следует без лишней шумихи рекламировать его в качестве средства обеспечения безопасности без аккредитации.

Какие характеристики лазерных датчиков наиболее важны для высокоскоростного контроля?

Для высокоскоростной проверки одними из самых важных характеристик лазерного датчика являются время обратной связи, частота переключения, размер пятна светового луча, тип выхода, сравнение целей, минимальный размер вещей и скорость ввода данных контроллером. Чувствительный элемент должен достаточно быстро обнаруживать предметы, а ПЛК или счетчик должен проверять сигнал без фильтрации.

Быстрое чувствительное устройство, подключенное к медленному входу, все равно остается медленной системой. Проверьте расстояние между элементами, скорость конвейера, размер импульса, время сканирования ПЛК, настройки отстройки, а также то, остается ли результат работы сенсорного блока надежным при вибрации и внешнем освещении.

Заключительные мысли: Выбирайте сенсорное устройство так же, как вы выбираете устройство, которое не будет работать

Ниже приведена суровая реальность: лучший лазерный датчик для измерения расстояния, контроля вариаций или обнаружения объектов - это не тот, у которого самый красивый технический паспорт. Это тот, который продолжает работать, когда мишень отвратительна, скоба вибрирует, линза грязная, водитель спешит, а устройство работает уже 4 000 часов.

Так же как и отрицать, исходя только из спецификации заголовка.

Отправьте целевой продукт. Поделитесь скоростью. Общий диапазон установки. Поделитесь типом входа ПЛК. Поделитесь настройкой. Поделитесь информацией о том, что это - обнаружение, измерение или охрана, связанная с безопасностью.

Если вы выбираете лазерные датчики, фотоэлектрические датчики, световые завесы для систем безопасности или LiDAR для промышленного оборудования, обратитесь к команде инженеров. Контактная веб-страница компании Curtain по вопросам безопасности и охраны с типом машины, комплектацией, требованиями к результатам, атмосферой и сроками выполнения задачи. Идеальный выбор датчика должен быть подтвержден до его установки, а не уточнен после того, как он выйдет из строя.