Lasermeetssensoren van Panasonic; precieze automatiseringscomponenten uit de serie HG-F1 en HL-G2

In deze tekst presenteren we de kenmerken en typische toepassingen van twee series reflectiesensoren: HG-F1 en HL-G2. Deze elementen onderscheiden zich door hun hoge nauwkeurigheid, breed bereik en keuze aan interfaces, waardoor ze voldoen aan de behoeften van diverse installaties op het gebied van industriële automatisering (productielijnen, magazijnen, expeditie, kwaliteitscontrole), zelfs voor toepassingen die hoge precisie vereisen. De gepresenteerde producten zijn direct beschikbaar uit de catalogus van TME, waardoor we onze klanten snelle verzending kunnen garanderen.

In dit artikel behandelen we onderwerpen zoals:

• Voordelen en toepassingen van laserreflectiesensoren
• Overzicht specificaties van de HG-F1 en HL-G2 series
• ToF-technologie en werken op een afstand tot 3000mm
• Meten met micrometerprecisie
• Groepsconfiguratie van HL-G2 sensoren
• Efficiëntieverhoging door voorspellend onderhoud

Algemene kenmerken van sensoren

Laserafstandssensoren worden graag gebruikt in industriële automatisering vanwege hun hoge precisie, snelle reactietijd, relatief kleine afmetingen en de mogelijkheid om met verschillende materialen te werken. Het is ook belangrijk dat ze contactloos meten. De hier besproken series Panasonic zijn reflectiesensoren, wat betekent dat ze de afstand bepalen door een laserstraal van een object te weerkaatsen. Dit maakt het mogelijk om niet-invasief objecten te controleren die zich zelfs op een relatief grote afstand bevinden met een minimaal niveau van storingen (die optreden bij bijvoorbeeld ultrasone sensoren), evenals ongevoeligheid voor moeilijke omgevingsomstandigheden. Bovendien kan de observatie door een kleine opening worden uitgevoerd. Een enorm voordeel is ook de reactietijd – zo kort dat het mogelijk maakt om in real-time robotarmen en positioneringsaandrijvingen te monitoren en aan te sturen.

Specificatie

Voor de series HG-F1 en HL-G2 zijn sommige kenmerken gemeenschappelijk. In beide gevallen hebben we te maken met laser- en reflectiesensoren van compacte afmetingen. Hun behuizingen zijn gemaakt van aluminium en hebben een hoge beschermingsklasse IP67 (volledig stofdicht en bestand tegen waterstralen). In beide gevallen kunnen de sensoren werken bij temperaturen van -10°C tot 40°C. Ze verbruiken weinig energie (tot 50mA) en bieden een stroomuitgang (transistor) die werkt in het bereik van 4…20mA.

Op het gebied van functionaliteit en in het verdere deel van de specificatie zijn er al enkele verschillen, zoals te zien is in de onderstaande tabel:

*afhankelijk van het model

Hoewel de HG-F1 sensoren alleen een analoge uitgang hebben (spanning of stroom), biedt de HL-G2 serie de mogelijkheid van digitale communicatie met behulp van de industriestandaard RS485. Elementen van deze serie onderscheiden zich door een veel grotere precisie bij een kleiner bereik (max. 25cm in vergelijking met 3m voor HG-F1). Vanwege deze en andere verschillen worden deze productgroepen hieronder afzonderlijk gepresenteerd.

HG-F1 serie sensoren

Het belangrijkste voordeel van de HG-F1 sensoren is het bereik tot 3m. Dit indrukwekkende resultaat is bereikt door het gebruik van ToF-technologie (Time of Flight) met laserklasse 1 (geen speciale oogbescherming vereist). Werken op zo’n afstand maakt het mogelijk om veel ruimte rond de gedetecteerde objecten te laten, met ruimte voor vrije beweging van machines en werknemers; het maakt ook detectie van grote objecten mogelijk, zoals auto-carrosserieonderdelen, pallets, enz.

Om de installatie en positionering van de sensor te versnellen, is deze uitgerust met een speciale werkmodus die de straal zichtbaar maakt. Bovendien is er een numeriek display in de behuizing geplaatst dat de actuele meting aangeeft. Het element kan ook aangeven wanneer de gewenste (instelbare) afstand tot het object is bereikt, wat de afstelling van machines vergemakkelijkt.

Een ander belangrijk voordeel van de HG-F1 producten zijn de compacte afmetingen, slechts 44x25x20mm. Dankzij dit ontwerp en de hoge beschermingsklasse is de sensor geschikt voor beperkte ruimtes en moeilijke omgevingsomstandigheden, waar het gebruik van alternatieve oplossingen onmogelijk zou zijn.

Typische toepassingen van de serie zijn voornamelijk objectdetectie. Er zijn twee modellen beschikbaar met stroomuitgang: PNP en NPN (in beide gevallen zijn de werkmodi DARK-ON en LIGHT-ON mogelijk). Zoals eerder vermeld, gebruiken deze apparaten de ToF-methodiek, waarbij de afstandsmeting wordt uitgevoerd door de vertraging tussen het verzenden van de straal en de terugkeer ervan te tellen, wat het mogelijk maakt om de potentiële fout tot enkele millimeters te minimaliseren – voor veel toepassingen zal dit een voldoende tolerantie zijn. Een veel nauwkeurigere meting kan worden verkregen door HL-G2 sensoren te gebruiken. Desalniettemin voldoen de HG-F1 elementen aan de behoeften van veel industrieën, zoals metaalbewerking, papierproductie, kunststoffen, textiel enz.

HL-G2 serie

De HL-G2 sensoren die beschikbaar zijn in het TME-assortiment hebben werkbereiken van ±5mm tot ±150mm en bieden een resolutie van zelfs 0,5…15µm. Hun potentiële toepassingen omvatten gebieden waar de hoogste mate van precisie vereist is, zoals voor het controleren van dispensers, de hoeveelheid materiaal die op een trommel overblijft, of bij de productie van printplaten (detecteren van SMD-componenten die machinaal op het laminaat worden geplaatst). De sensor is geïntegreerd met de controller, wat de installatie vereenvoudigt en communicatie mogelijk maakt via RS485-interface (protocol Modbus RTU, transmissiesnelheid tot 230400bps). Hierdoor worden fouten als gevolg van storingen in het analoge signaal geëlimineerd – hoewel moet worden opgemerkt dat in elk model ook spanningsuitgangen van 0…10V en stroomuitgangen van 4…20mA beschikbaar zijn, wat het mogelijk maakt om de sensoren in systemen op te nemen die directe verbinding met de sensor vereisen.

HL-G2 Configuration Tool software

Bij het overwegen van de integratie van HL-G2 producten is het de moeite waard om te onthouden dat de digitale interface het mogelijk maakt om ze met een computer te configureren. Hiervoor is gratis, eigen software van Panasonic beschikbaar: HL-G2 Configuration Tool. De instellingen van de eenheden kunnen op afstand en in groepen worden uitgevoerd (d.w.z. meerdere sensoren tegelijk).

Voorspellend onderhoud

Een van de gebieden waarop Panasonic zich heeft gericht bij het ontwerpen van de HL-G2 serie is voorspellend onderhoud. Dit zijn systemen die constant de slijtage van werkende onderdelen monitoren, waardoor het mogelijk is om hun vervanging te plannen voordat er een storing optreedt en als gevolg daarvan – onverwachte stilstand. Dankzij de precisie kunnen de gepresenteerde sensoren zeer kleine afwijkingen in het werk van lagers, aandrijfriemen en zelfs de staat/dikte van snijbladen detecteren. Deze benadering van onderhoudsvraagstukken maakt het mogelijk om de efficiëntie te maximaliseren en de hoogste kwaliteit van machinewerk te behouden.

Overige aanbod van Panasonic

Tot slot moet worden opgemerkt dat het assortiment van TME een veel breder aanbod van Panasonic sensoren omvat. Zelfs in het smalle gebied van reflectieafstandssensoren zijn er meer producten van de leverancier te vinden, zoals modellen van de HG-C serie die werken in het bereik van 30mm tot 400mm, dit zijn oplossingen die verwant zijn aan HG-F1 en HL-G2. Bovendien zijn er lasersensoren beschikbaar die werken in de zender-ontvanger configuratie (HG-T serie), die de breedte van objecten meten (of: de mate van straalafscherming), wat wordt gebruikt voor bijvoorbeeld nauwkeurige controle in transportlijnen voor materialen die van rollen worden afgewikkeld (papier, folie, plaatstaal, stof, enz.). Andere oplossingen voor installaties op het gebied van automatisering zijn HG-S artikelen: verplaatsingssensoren met een hoge gevoeligheid.

Ten slotte moet ook worden vermeld dat voor de in deze tekst genoemde Panasonic producten uit onze magazijnen de basisaccessoires beschikbaar zijn, en vooral: originele bekabeling.

Deze tekst is opgesteld door Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.