Spoľahlivé spínanie ultrazvukových sond na rôznych povrchoch

V moderných baliacich a logistických procesoch sa výrobky prepravujú v rôznych materiáloch: v priehľadných fóliách, lesklých plastových obaloch, čiernych kartónových obaloch alebo štruktúrovaných povrchoch, ako je bublinková fólia. To predstavuje pre automatizáciu kľúčovú výzvu: objekty musia byť spoľahlivo rozpoznané – bez ohľadu na farbu, priehľadnosť alebo štruktúru povrchu.

Najmä dotykové senzory tu rýchlo dosiahnu svoje fyzické limity. Existuje však technológia, ktorá tieto prekážky prekonáva: ultrazvukové senzory. Aktuálna aplikácia ukazuje prečo.

Kompaktný ultrazvukový senzor U1KT na spoľahlivú detekciu tmavých alebo malých objektov
Detekcia nezávislá od farby pomocou kompaktného ultrazvukového snímača

Výzva: materiály menia podmienky optického senzora

V procesoch prepravy, balenia a manipulácie sa výrobky a obaly často menia – niekedy aj v rámci tej istej výrobnej dávky. Napriek tomu by mal snímač spoľahlivo signalizovať Predmet je alebo nie je prítomný?

Typické problémové prípady sú

  • Priehľadné alebo vysoko reflexné fólie
  • tmavé alebo čierne kartónové škatule
  • Lesklé plastové povrchy
  • nerovnomerné štruktúry, ako je bublinková fólia

Optické senzory pracujú so svetlom. V závislosti od materiálu sa však svetlo pohlcuje, odráža alebo prepúšťa. To vedie ku kolísaniu intenzity signálu a v najhoršom prípade k nesprávnemu spínaniu alebo nedetekovaniu.

Prečo tu ultrazvuk funguje inak

Ultrazvukové senzory nepracujú so svetlom, ale so zvukovými vlnami. Tie sa vysielajú, odrážajú sa od objektu a senzor ich opäť prijíma. Rozhodujúcim faktorom je tu

Optické vlastnosti, ako je farba, priehľadnosť alebo lesk, nemajú na meranie žiadny vplyv.

Pre ultrazvukový snímač je jedno, či je obal priehľadný, čierny, lesklý alebo matný. Pokiaľ objekt odráža zvuk (t. j. nemá povrch s vysokou absorpciou zvuku), dosiahne sa stabilná detekcia.

Vďaka tomu je ultrazvuk obzvlášť vhodný na

  • Filmové uznanie
  • Spoľahlivé rozpoznávanie priehľadných objektov
  • Rozpoznávanie objektov pomocou meniacich sa farieb
  • Materiály s veľmi rôznorodou povrchovou štruktúrou

Dôležité v praxi: správne zarovnanie

Rozhodujúcim bodom pri integrácii ultrazvukových senzorov je situácia pri inštalácii. Na dosiahnutie stabilného signálu by mal byť snímač podľa možnosti zarovnaný pod uhlom 90° k povrchu objektu.

Ak je uhol príliš malý, vysielaný zvuk sa môže odkloniť a už nedopadne na prijímací povrch snímača. Nejde o nevýhodu technológie, ale o fyzikálny efekt, ktorý by sa mal zohľadniť pri návrhu.

Správne riešenie: miniatúrny ultrazvukový senzor U1KT001

Séria U1KT od spoločnosti wenglor, ako napríklad U1KT001, je obzvlášť vhodná na takéto aplikácie. Tento senzor v sebe spája niekoľko vlastností, ktoré sú v moderných koncepciách strojov žiadané:

Kompaktný dizajn
Miniatúrny dizajn umožňuje použitie aj vo veľmi stiesnených inštalačných priestoroch. To vytvára voľnosť v dizajne a je ideálne pre OEM stroje alebo modernizácie.

Veľký použiteľný pracovný rozsah (30-400 mm)
Široký detekčný rozsah ponúka flexibilitu pre rôzne vzdialenosti objektov – pre nové inštalácie aj pre projekty modernizácie v existujúcich linkách.

Detekcia nezávislá od materiálu
Keďže ultrazvuk nie je závislý od optického odrazu, výsledky merania zostávajú stabilné – aj pri priehľadných fóliách, tmavých obaloch alebo meniacich sa materiáloch.

Typické oblasti použitia

Kombinácia kompaktnosti, dosahu a materiálovej nezávislosti robí z ultrazvukových senzorov ideálne riešenie v oblastiach, ako sú:

  • Baliace stroje
  • Dopravníková technológia
  • Logistické systémy
  • Manipulačné a kŕmne systémy


Všade tam, kde sa výrobky, obaly alebo materiály často menia, ultrazvuk zabezpečuje stálu spoľahlivosť procesu, zatiaľ čo optické systémy sa musia často upravovať.

Záver

Ak sa majú objekty spoľahlivo rozpoznať napriek meniacim sa farbám, priehľadnostiam a povrchom, princípy senzorov založených na svetle rýchlo dosiahnu svoje fyzikálne limity. Ultrazvukové snímače tento problém obchádzajú už zo svojej podstaty.

Model U1KT001 je príkladom toho, ako možno spoľahlivo vyriešiť aj náročné baliace a logistické aplikácie vďaka kompaktnej konštrukcii, flexibilnému pracovnému rozsahu a detekcii nezávislej od materiálu. Ultrazvuk preto nie je len alternatívou, ale často aj spoľahlivejšou voľbou, najmä v prípade rôznorodých materiálov.

Autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Názov pracovnej pozície