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Quando si selezionano i sensori industriali per le linee di produzione automatizzate, i team di approvvigionamento e di ingegneria si trovano spesso di fronte a una domanda fondamentale:scegliere un sensore di spostamento laser o un sensore fotoelettricoEntrambi sono ampiamente utilizzati nel rilevamento di oggetti, nella conferma della posizione e nel controllo dei processi di produzione, ma sono progettati per compiti molto diversi.

Un sensore fotoelettrico è di solito la prima scelta quando si ha solo bisogno di confermare se un oggetto è presente, bloccato o in posizione.viene usato quando si deve sapere quanto l'oggetto è lontano, quanto è spessa, quanto è alta o se la sua posizione è cambiata continuamente.

La scelta del tipo di sensore sbagliato non solo influenzerà la precisione del rilevamento, ma può anche portare a costi hardware aggiuntivi, problemi di integrazione del segnale e rilavoro della linea di produzione.Questo articolo confronta i sensori di spostamento laser e i sensori fotoelettrici dal punto di vista degli appalti, che copre i principi di funzionamento, le capacità di rilevamento, i tipi di output, i costi e le applicazioni industriali tipiche.

Se si sta ancora costruendo una comprensione di base della tecnologia di misurazione laser, iniziare con la nostra guida introduttiva:Che cos'è un sensore di spostamento laser?.

La differenza più importante tra un sensore di spostamento laser e un sensore fotoelettrico risiede nel loro scopo principale:

• Un sensore fotoelettrico rileva se un oggetto esiste, passa attraverso un raggio o riflette la luce.
• Un sensore di spostamento laser misura la distanza tra il sensore e l'oggetto bersaglio. Risponde alla domanda: Dov'è l'oggetto e quanto è lontano?

Questa differenza determina direttamente tutto il resto: il metodo di installazione, l'uscita del segnale, i requisiti di programmazione del PLC, la struttura dei costi e gli scenari di applicazione idonei.

Un sensore fotoelettrico funziona in base all'interruzione o al riflesso del fascio luminoso.Quando un oggetto blocca il fascio luminoso o lo riflette al ricevitore, il sensore attiva un segnale di interruttore.

I tipi più comuni sono:

• Fascio trasversale: il trasmettitore e il ricevitore sono opposti l'uno all'altro.
• Retro-riflettente: il sensore e il riflettore sono installati l'uno di fronte all'altro.
• Riflettore diffuso: il sensore emette luce e riceve riflessione dalla superficie dell'oggetto.

Questo principio è semplice, affidabile e a basso costo, ma di solito si limita a rilevare la presenza, l'assenza o il passaggio di eventi.

Un sensore di spostamento laser funziona tipicamente sulla base del principio di triangolazione laser.La luce riflessa viene ricevuta da un elemento CMOS o PSD interno, e il sistema calcola la distanza in base alla posizione del punto luminoso sul ricevitore.

Ciò significa che il sensore non dice semplicemente “objeto rilevato”; fornisce un valore di misurazione continuo che rappresenta la distanza effettiva dal sensore all'oggetto.

Per questo motivo, i sensori di spostamento laser sono più adatti a:

• Misurazione dell'altezza
• Ispezione dello spessore
• Rilevazione delle lacune
• Monitoraggio della posizione
• Controllo a circuito chiuso
• Controllo della qualità

Se si desidera saperne di più su come funzionano i sensori di spostamento laser, vedere: Che cos'è un sensore di spostamento laser?.

Una delle differenze più pratiche per l'approvvigionamento e l'integrazione dei sistemi è il tipo di output.

La maggior parte dei sensori fotoelettrici fornisce un'uscita di interruttore digitale, di solito NPN o PNP.

• Oggetto rilevato = ATTIVATO
• Nessun oggetto rilevato = OFF

Questo è sufficiente per compiti di automazione di base come il conteggio, il trasporto, la selezione e il rilevamento della posizione della porta.

Per ulteriori informazioni sulla compatibilità NPN e PNP, leggere:NPN vs PNP Output.

I sensori di spostamento laser forniscono spesso opzioni di output più ricche:

• L'interruttore di uscita: per la presenza di oggetti e l'attivazione della posizione.
• Doppia uscita: combina l'uscita del commutatore con l'uscita analogica.
• Uscita analogica: fornisce dati di distanza continui, come 0 5 V o 4 20 mA.
• Output di comunicazione digitale: alcuni modelli supportano RS485, RS422 o altre comunicazioni seriali.

Ciò significa che un sensore di spostamento laser può svolgere due funzioni contemporaneamente: può innescare un'azione della macchina e inviare dati di misurazione in tempo reale al sistema di controllo.

Se si sta confrontando l'uscita degli interruttori e l'uscita doppia, vedere:Uscita di interruttore vs uscita doppia.

Un sensore fotoelettrico è raccomandato se l'applicazione ha solo bisogno di confermare se un oggetto è presente o è passato attraverso una certa posizione.

Le applicazioni tipiche sono:

• Determinazione di oggetti su nastro trasportatore
• Conteggio dei prodotti
• Conferma della presenza sulla linea di imballaggio
• Determinazione della posizione della porta o del cancello
• Determinazione della presenza di pallet
• Sistemi di smistamento semplici
• Azionamento di base della catena di montaggio

In questi scenari, il compito è essenzialmente digitale: qualcosa è lì o no. Un sensore fotoelettrico è di solito semplice, affidabile ed economico.

Un sensore di spostamento laser è raccomandato quando è necessario misurare, monitorare o controllare la posizione effettiva di un oggetto.

Le applicazioni tipiche sono:

• Ispezione dello spessore
• Misurazione dell'altezza
• Rilevazione delle lacune
• Monitoraggio della posizione in superficie
• Posizione del robot
• Controllo a distanza della pinza robotizzata
• Automazione a circuito chiuso
• Controllo della qualità
• Misurazione dello spessore del rivestimento del pezzo del palo della batteria
• Determinazione dello spessore della pasta di saldatura SMT
• Posizionamento dell'assemblaggio automobilistico

Per le applicazioni di posizionamento robotico, vedere:Sensori laser per il posizionamento robotico.

Dal punto di vista degli approvvigionamenti, il costo non può essere valutato solo dal prezzo unitario del sensore.

I sensori fotoelettrici sono generalmente più bassi al prezzo unitario. Sono facili da installare, facili da sostituire e ampiamente supportati dai moduli di input digitale PLC standard.

Tuttavia, hanno dei limiti:

• Nessun dato di distanza continua
• Non adatto per ispezioni di qualità di precisione
• Può richiedere sensori aggiuntivi se le funzioni di misurazione vengono aggiunte successivamente
• Difficile a supporto del controllo a circuito chiuso

I sensori di spostamento laser sono di solito più costosi per unità, ma possono ridurre il costo complessivo del sistema in molte applicazioni.

Un sensore può sostituire:

• Sensore fotoelettrico per la rilevazione
• Sensore di distanza analogo per la misurazione
• Convertitori di segnale aggiuntivi
• Sostanze di montaggio multiple
• Cablaggi più complessi

Se l'applicazione richiede sia il rilevamento che la misurazione, un sensore di spostamento laser a doppia uscita può essere più conveniente rispetto all'utilizzo di più sensori.

Utilizzare le seguenti domande per decidere quale tipo di sensore scegliere:

KRONZ raccomanda di selezionare i sensori in base alle esigenze applicative piuttosto che solo al prezzo.

• Se il vostro requisito primario è il rilevamento della presenza di oggetti, scegliete un sensore fotoelettrico.
• Se il vostro requisito include la distanza, l'altezza, lo spessore, l'intervallo o la misurazione della posizione, scegliete un sensore di spostamento laser.
• Se è necessario sia il rilevamento che la misurazione continua, scegliere un sensore di spostamento laser a doppia uscita.

Per i metodi di selezione dettagliati, vedere:Come scegliere il sensore di spostamento laser giusto. Per la selezione dell'intervallo di misurazione, vedere:Quale distanza di misura si dovrebbe scegliere per un sensore di spostamento laser?.

I sensori di spostamento laser e i sensori fotoelettrici sono entrambi importanti nell'automazione industriale, ma hanno scopi diversi.

Un sensore fotoelettrico è ideale per compiti di rilevamento di oggetti semplici e a basso costo.

Un sensore di spostamento laser è la scelta migliore quando l'applicazione richiede una misurazione accurata della distanza, il monitoraggio della posizione, l'ispezione dello spessore, il rilevamento dell'altezza o il controllo a circuito chiuso.Fornisce dati più ricchi e una maggiore flessibilità, in particolare nei processi di produzione critici per la qualità.

Per i team di approvvigionamento, la chiave è rispondere prima a una domanda: devo solo rilevare l'oggetto, o devo misurarlo?

Se si ha bisogno solo di rilevamento, un sensore fotoelettrico è generalmente sufficiente.

• Che cos'è un sensore di spostamento laser?
• Come scegliere il sensore di spostamento laser giusto
• Quale distanza di misura si dovrebbe scegliere per un sensore di spostamento laser?
• NPN vs PNP Output
• Uscita di interruttore vs uscita doppia

• Come installare un sensore di spostamento laser
• Errori di installazione dei sensori laser
• Guida alla risoluzione dei problemi del sensore di spostamento laser

• Sensori laser per il posizionamento robotico

Se non siete sicuri se scegliere un sensore di spostamento laser o un sensore fotoelettrico, il team tecnico di KRONZ può aiutare.e la configurazione di output basata sulla vostra applicazione, sistema di controllo e ambiente di produzione.

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