Hvaða fjórar gerðir ljósnema eru til?

Hefurðu einhvern tíma velt því fyrir þér hvernig verksmiðjuvélmenni „sjá“ vörur þjóta framhjá, eða hvernig sjálfvirk hurð veit að þú ert að nálgast? Líklega eru ljósnemar – oft kallaðir „ljósaugu“ – ósungnir hetjur sem láta þetta gerast. Þessi snjöllu tæki nota ljósgeisla til að greina hluti án líkamlegrar snertingar og mynda þannig burðarás nútíma sjálfvirkni. En vissir þú að það eru fjórar grundvallargerðir, hver með sinn ofurkraft? Við skulum brjóta þær niður svo þú getir skilið tæknina sem mótar sjálfvirka heiminn okkar.

Kjarnakvartettinn: Fjórar leiðir sem ljós greinir heiminn þinn

Þó að það séu til sérhæfðar útgáfur benda sérfræðingar í greininni stöðugt á fjórar grundvallartækni fyrir ljósnema. Val á þeirri réttu fer mjög eftir sérstökum þörfum forritsins – fjarlægð, gerð hlutar, umhverfi og nauðsynlegri nákvæmni.

1. Geislaskynjarar: Langdrægir meistarar

• Hvernig þeir virka: Hugsið ykkur vita og útsýnisstað. Þessir skynjarar hafaaðskildar einingarLjósgeisli: Sendandi sem sendir út ljósgeisla (oft innrauðan eða rauðan LED-ljós) og móttakari staðsettur beint á móti. Skynjun á sér stað þegar hlutur er líkamlegahléþessi geisli.
• Helstu styrkleikar: Þeir státa af lengstu skynjunardrægni (auðveldlega allt að 20 metra eða meira) og bjóða upp á framúrskarandi áreiðanleika og stöðugleika. Þar sem móttakarinn sér ljós sendandans beint eru þeir að mestu óháðir lit, lögun eða yfirborðsáferð hlutarins (glansandi, matt, gegnsætt).
• Ókostir: Uppsetning krefst nákvæmrar uppstillingar tveggja aðskildra eininga og raflagna fyrir báðar, sem getur verið flóknara og kostnaðarsamara. Þær eru einnig viðkvæmar ef óhreinindi safnast fyrir á annarri hvorri linsunni.
• Hvar þú sérð þá: Fullkomnir til langdrægrar uppgötvunar á færiböndum, til að verja stórar vinnuvélar, til að athuga hvort vírar eða þræðir séu slitnir og til að telja hluti sem fara í gegnum hlið. Þessi öryggisgeisli bílskúrshurðar sem kemur í veg fyrir að hún lokist á bílnum þínum? Klassískur geisli í gegnum bílinn.

2. Endurskinsskynjarar: Einn valkostur

• Hvernig þau virka: Hér eru sendandi og móttakari staðsettir ísama einingSkynjarinn sendir ljós í átt að sérstökum endurskinsmerki (eins og hágæða hjólaendurskinsmerki) sem er fest á móti. Endurskinsmerkið endurkastar ljósgeislanum beint til móttakarans. Skynjun á sér stað þegar hlutur truflar þennan endurskinsgeisla.
• Helstu styrkleikar: Mun auðveldari uppsetning og raflögn en í gegnumgeisla þar sem það er aðeins ein eining á annarri hliðinni (auk óvirks endurskins). Býður upp á gott skynjunarsvið, oft lengra en dreifðar gerðir. Sumar sérhæfðar útgáfur eru frábærar til að greina gegnsæja hluti (eins og gler- eða plastflöskur) með því að nota skautaða ljóssíur til að hunsa villuendurskin.
• Ókostir: Endurskinsflöturinn verður að vera hreinn til að hann virki áreiðanlega. Afköst geta breyst ef mjög endurskinsfullur bakgrunnur endurkastar ljósi og gæti endurkastað því. Skynjunarsviðið er almennt minna en í gegnumgeisla.
• Hvar þú sérð þau: Víða notuð í pökkunarlínum, efnismeðhöndlun, til að greina ökutæki eða fólk við aðgangspunkta og til að staðfesta tilvist gegnsæja íláta á framleiðslulínum.

3. Dreifðir (nálægðar) skynjarar: Samþjappaðir vinnuhestar

• Hvernig þau virka: Sendandi og móttakari eru aftur ísama einingÍ stað þess að nota endurskinsmerki treystir skynjarinn á markhlutinn sjálfan til að endurkasta ljósi til móttakarans. Skynjarinn greinir hlutinn út frá styrkleika þessa endurkastaða ljóss.
• Helstu styrkleikar: Einfaldasta uppsetningin – aðeins eitt tæki til að festa og tengja. Lítil stærð gerir þau tilvalin fyrir þröng rými. Engin endurskinsmerki nauðsynleg á gagnstæðri hlið.
• Ókostir: Skynjunarsviðið er styttra en bæði fyrir gegnsæja geisla og endurskinsljós. Afköst eru mjög háð lit, stærð, áferð og endurskinsgetu hlutarins. Dökkur, mattur hlutur endurkastar mun minna ljósi en bjartur, glansandi hlutur, sem gerir skynjun óáreiðanlegri við hámarksfjarlægð. Bakgrunnshlutir geta einnig valdið fölskum kveikjum.
• Hvar þú sérð þá: Mjög algengt fyrir verkefni sem greina skammtíma: viðvera hluta á samsetningarlínum, greining á flöskutöppum, eftirlit með hæð stafla og greining á hæð íláta. Hugsaðu þér sjálfsala sem skynjar hönd þína nálægt afgreiðslusvæðinu.

4. Bakgrunnsdeyfingarskynjarar (BGS): Sérfræðingar sem einbeita sér að því

• Hvernig þeir virka: Háþróuð þróun á dreifðum skynjara, einnig í einni einingu. Í stað þess að mæla aðeins endurkastað ljósstyrk, ákvarða BGS skynjarar fjarlægðina að hlutnum með þríhyrningsgreiningu eða flugtímareglum. Þeir eru nákvæmlega stilltir til að greina aðeins hluti innan ákveðins, fyrirfram ákveðins fjarlægðarbils og hunsa í raun allt handan þess (bakgrunninn).
• Helstu styrkleikar: Óháðir bakgrunnshlutum – stærsti kostur þeirra. Mun minna næmur fyrir lit og endurskini markhlutans samanborið við hefðbundna dreifða skynjara. Veita mjög áreiðanlega greiningu á hlutum í nákvæmri fjarlægð.
• Ókostir: Hafa almennt styttri hámarksdrægni en hefðbundnir dreifðir skynjarar. Yfirleitt dýrari en grunngerðir dreifðra skynjara.
• Hvar þú sérð þá: Nauðsynlegt til að greina hluti á móti flóknum eða endurskinslegum bakgrunni, greina áreiðanlega dökka eða svarta hluti (eins og dekk), athuga fyllingarmagn í ílátum óháð lit innihaldsins og tryggja nákvæma staðsetningu þar sem bakgrunnstruflanir eru vandamál. Mikilvægt í samsetningarlínum bíla og matvælaumbúðum.

Meira en grunnatriðin: Að mæta sérþörfum

Þó að kjarnaskynjararnir fjórir sjái um flest verkefni, hafa verkfræðingar þróað sérhæfða skynjara fyrir einstakar áskoranir:

• Ljósleiðaraskynjarar: Notið sveigjanlega ljósleiðara sem tengjast miðlægum magnara. Tilvalið fyrir mjög þröng rými, umhverfi með miklum hita eða svæði með miklum rafmagnshávaða.
• Lita- og birtuskilaskynjarar: Greina tiltekna liti eða mismun á birtuskilum (eins og merkingar á umbúðum), sem eru mikilvæg fyrir gæðaeftirlit.
• Leysigeislar: Veita mjög einbeitta geisla til að greina mjög litla hluti eða ná nákvæmum fjarlægðarmælingum.
• Skynjarar fyrir glæra hluta: Sérstilltar gerðir af endurskinsskynjurum sem eru sérstaklega hannaðar til áreiðanlegrar greiningar á gegnsæjum efnum.

Af hverju ljósnemar ráða sjálfvirkni

Þessi „örnaugu“ bjóða upp á sannfærandi kosti: langt skynjunarsvið, snertilaus notkun (til að koma í veg fyrir skemmdir), hraðvirk viðbragðstími og endingu í erfiðu iðnaðarumhverfi. Þau eru grundvallaratriði í ótal verkefnum í atvinnugreinum:

• Framleiðsla og pökkun: Greina hluta á færiböndum, telja vörur, athuga fyllingarstig, staðfesta að merkimiðar séu til staðar, stýra vélmennaörmum.
• Matur og drykkur: Að tryggja rétta umbúðir, greina aðskotahluti, fylgjast með flæði í framleiðslulínu.
• Lyfjafyrirtæki: Staðfesting á pillum í þynnupakkningum, nákvæm eftirlit með fyllingarmagni hettuglösum.
• Bílaiðnaður: Nákvæm staðsetning hluta fyrir samsetningarrobota, íhlutaprófun, öryggisljósatjöld.
• Flutningar og efnismeðhöndlun: Stýring færibönda, greining bretta, sjálfvirkni vöruhúsa.
• Byggingarsjálfvirkni: Sjálfvirkar hurðir, staðsetning lyfta, öryggiskerfi.

Framtíðin er björt (og snjöll)

Markaður ljósrafskynjara er í mikilli vexti og spáð er að hann nái 3,01 milljarði Bandaríkjadala árið 2030, með 6,6% árlegum vexti, eða jafnvel 4,37 milljörðum Bandaríkjadala árið 2033 með 9% samanlögðum ársvexti. Þessi vöxtur er knúinn áfram af óþreytandi átaki í átt að sjálfvirkni, Iðnaði 4.0 og snjallverksmiðjum.

Næsta bylgja felur í sér að skynjarar verða snjallari og tengdari. Leitið að framförum eins og IO-Link tengingu fyrir auðveldari uppsetningu og gagnaskipti, samþættingu við IoT palla fyrir fyrirbyggjandi viðhald og jafnvel notkun nanóefna fyrir aukna næmni og nýja möguleika. Við erum að ganga inn í tímabil „Skynjatækni 4.0“ þar sem þessir grundvallarskynjunartæki verða að gáfuðum gagnapunktum innan samtengdra kerfa.

Að velja rétta „augað“ fyrir verkið

Að skilja þessar fjórar grundvallargerðir – gegnumgeislaskynjun, endurskinsskynjun, dreifða skynjun og bakgrunnsdeyfingu – er fyrsta skrefið í að beisla kraft ljósnema. Hafðu í huga hlutinn, fjarlægðina, umhverfið og hugsanlegar bakgrunnstruflanir. Ef þú ert í vafa getur ráðgjöf við framleiðendur skynjara eða sérfræðinga í sjálfvirkni hjálpað til við að finna bestu tæknina fyrir þína tilteknu notkun og tryggja að sjálfvirkni þín gangi snurðulaust og skilvirkt. Kannaðu möguleikana; rétti skynjarinn getur varpað ljósi á leiðina að meiri framleiðni.