Die Multi Pixel Technology – kurz MPT – von Pepperl+Fuchs basiert auf dem Triangulationsverfahren und verwendet als Empfangselement statt der herkömmlichen Differenzialdiode eine spezielle Fotodioden-Zeile; als Sender dient eine besonders helle Dünnschicht-LED. Je nach Abstand vom Zielobjekt befindet sich das Maximum der Lichtreflexion auf einem anderen Bereich des Multi-Pixel-Array. Dies lässt sich mit einem Mikroprozessor auswerten und die Distanz über die Gesetze der Triangulation exakt be-rechnen. Die Kenntnis dieser Distanz-information unterscheidet Sensoren mit MPT-Messkern von gewöhnlichen Lichttastern; zudem sind sie unempfindlich gegenüber Unterschieden bezüglich der Reflexionseigenschaften oder der Farbe des Objekts. Anwendern stellen sich die MPT-Sensoren darüber hinaus als flexibel und wandlungsfähig dar, sowohl hinsichtlich der Schnitt-stelleneigenschaften als auch der Parametriermöglichkeiten. Dies ist wichtig, sind doch die Aufgabenstellungen für Optosensoren vielschichtig und von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich. Dies zeigt das Beispiel einer Tiefziehmaschine, in der auf mehrere Stellen verteilt Reflexions-Lichttaster vom Typ MLV41 zum Einsatz kommen, um vielfältige Detektionsaufgaben zu bewältigen.

Applikation Tiefziehmaschine

Die einstellbare Tastweite des Reflexions-Lichttasters MLV41 liegt zwischen 20 und 500 mm. Die flexiblen Schaltmöglichkeiten des MPT-Messkerns wurden auf die folgenden vier Standard-Betriebsmodi abgebildet:

■ Hintergrundausblendung,
■ Hintergrundauswertung,
■ Vordergrund- und Hintergrundausblendung (= Fensterbetrieb)
■ sowie Hysterese-Modus.

Schnittstellenseitig ist das Gerät mit IO-Link sowie zwei Schaltausgängen ausgestattet.

Die Tiefziehmaschine bringt Kunststoff mit Hilfe von Wärme, Pressluft und Vakuum derart in Form, dass die zu verpackende Ware – zum Beispiel Pralinen in eine Pralinenschachtel-Einlage – genau hineinpasst. Das Kunststoff-Rohmaterial befindet sich auf großen Rollen und wird als Folienbahn über diverse Rollen der Verarbeitung zugeführt. Ein Reflexions-Lichttaster übernimmt dabei die Aufgabe der Bahnrisskontrolle und stellt sicher, dass die Folie lückenlos in die Maschine transportiert wird.

An einer geeigneten Stelle zwischen zwei Rollen erfasst der Sensor die Folie. Bei normalem Betrieb bewegt sie sich etwas hin und her, darf aber gewisse Grenzen nicht über- beziehungsweise unterschreiten. Passiert dies doch, muss die Maschine gestoppt werden. Hier leistet der „Fenstermodus“ seine Dienste, indem der Sensor die Folienbahn nur erkennt, wenn sie sich innerhalb der definierten Grenzen befindet. Unter-brechungen durch Folienriss, ein komplettes Fehlen der Folie oder Folienpositionen, die zu nah oder zu weit vom Sensor entfernt sind, interpretiert der Taster korrekt, indem er diese Ereignisse als Fehler an die übergeordnete Steuerung meldet.

In der Betriebsart „Hintergrundauswertung“ geht es um das Erfassen und Zählen von Produkten am Produktauslauf.

© Pepperl+Fuchs

Für die Überwachung von Füllständen und grundsätzlich, wenn Objekte im Hintergrund oder ab einer bestimmten Entfernung zum Beispiel für den Kollisionsschutz ignoriert werden sollen, ist „Hintergrundausblendung“ die passende Betriebsart. In der Beispiel-applikation lässt sich damit der Vorrat auf der Kunststoffrolle kontrollieren: Die Rolle mit dem zur Neige gehenden Material wird immer dünner, so dass der gemessene Entfernungswert irgendwann die im Vorfeld festgelegten Schwellen überschreitet. Sobald sich der Rest der Rolle unterhalb dieser de-finierten Schwelle befindet, zeigt der Lichttaster an, dass die Vorratsrolle auszutauschen ist.

Weiterhin kann in der Maschine die Position der sogenannten Tänzerwelle oder Tänzerrolle zu erfassen sein, die bei der Materialzufuhr für eine möglichst gleichbleibende Spannung der Folienbahn sorgt. Für diese und ähnliche Aufgaben wie etwa Durchhang-kontrolle oder Hubhöhenüberwachung bietet sich der Hysterese-Modus an. Er erlaubt jeweils die Definition eines Einschalt- und eines Ausschaltpunktes an beliebigen Stellen innerhalb des Tastbereichs.

Zum Abtransport, zur Staukontrolle oder zum Stapeln der einzelnen Verpackungen nach dem Verpackungsprozess sind diese am Produktauslauf sicher zu erfassen. Aus Sicht von Optosensoren ist dies keine triviale Aufgabe, da die Verpackungen je nach genauer Beschaffenheit teilweise stark spiegelnde Oberflächen aufweisen können. Im Betriebsmodus „Hintergrundauswertung“ erkennt der Lichttaster mit Multi Pixel Technology solche Objekte unabhängig von Art und Farbe vor einem definierten Hintergrund. Dieser dient als Referenz und ermöglicht ab Tastweite 0 mm eine sichere Anwesenheitskontrolle, Vorderkanten-Erkennung oder vergleichbare Anwendungen.

Alle Betriebsarten sind über die IO-Link-Schnittstelle parametrierbar. Dazu steht für jedes Sensormodell eine IODD-Gerätebeschreibungsdatei zur Verfügung.

Autor: Volker Paroth ist Mitarbeiter der Technikredaktion Logos.