Tabletten zählen

Jürg Weber

Ziel der Produktentwicklung war es für Baumer electric, einen Sensor anbieten zu können, der schnell montiert, einfach zu bedienen und mit seinem zweidimensionalen Messfeld und der hohen Auflösung für sehr viele Applikationen einsetzbar ist. Im kompakten Gehäuse des ParCon-Sensors sind Sender, Empfänger, die spezielle Optik zur Bildung des parallelen Lichtstrahls und die Auswerteelektronik untergebracht. Zusätzlich wird nur eine Reflexionsfolie benötigt, die als Bügelreflektor oder als selbstklebende Reflexionsfolie erhältlich ist. Dieses Konzept eröffnet neue Möglichkeiten und vereinfacht die Montage.

Im Vergleich zu den Einweglichtvorhängen mit einer Lichtquelle und separatem Zeilenempfänger halbiert sich der Verdrahtungsaufwand und es entfällt das Ausrichten vom Sender auf den Empfänger. Zudem braucht es auf einer Seite nur Platz für den selbstklebenden Reflektor. Aber auch der Sensor mit einer Größe von 3 x 16 x 70 mm ist sehr Platz sparend. Um die Montagemöglichkeiten noch zu erweitern, steht eine Version mit seitlicher oder frontaler Optik zur Verfügung. Die beiden Messarten Breitenmessung oder Messung der Kantenposition beim analogen Sensor bzw. die Mindestobjektgröße beim schaltenden Sensor, lassen sich einfach und schnell per Knopfdruck am Sensor oder elektronisch über eine Teachleitung einstellen.

Das Licht der IR-LED wird über eine Spezialoptik parallel und auf einer Breite von 24 mm abgestrahlt und fällt auf die gegenüberliegende Reflexionsfolie, die einen maximalen Abstand von 40 mm aufweisen darf. Als Reflektor kann der Bügel mit aufgeklebter Folie oder auch nur die selbstklebende Reflexionsfolie benutzt werden. Die Reflexionsfolie reflektiert das Licht zurück zum Sensor, wo es gesammelt und auf einer Diodenzeile abgebildet wird. Befindet sich nun ein Objekt im Lichtfeld, erscheint dies auf der Empfängerzeile als dunkler Fleck, da es bedeutend weniger Licht reflektiert als die Reflexionsfolie. Selbst weißes Papier erscheint noch als dunkler Fleck, da der Unterschied zur Reflexionsfolie immer noch ein Faktor größer 100 beträgt. Glänzende oder spiegelnde Objekte können ebenfalls problemlos erkannt werden, wenn der direkte Reflex durch leichtes Abwinkeln des Objektes so abgelenkt wird, dass er nicht auf die Empfangsoptik fällt.

Ein im Sensor integrierter Mikrocontroller liest die Diodenzeile Pixel für Pixel aus und sucht beim analogen Sensor die Hell-Dunkel- beziehungsweise die Dunkel-Hell-Übergänge. Diese entsprechen der äußeren Begrenzung des Objektes. Für das bessere Verständnis wird jeder Hell-Dunkel- oder Dunkel-Hell-Übergang als Kante bezeichnet. Der Sensor speichert die Positionen der so gefundenen Kanten und berechnet am Ende des Auslesezyklus den in der Messart ausgewählten Wert. So kann die Position einer Kante innerhalb des Messfelds oder auch die Breite des Objektes im Verhältnis zur Messfeldbreite ausgegeben werden. Der digital ermittelte Wert wird über einen D/A-Wandler als Analogwert (4…20mA) ausgegeben. Der analoge Wert wird 1000 mal pro Sekunde aktualisiert.

Der ParCon-Zeilensensor kann eingesetzt werden, um kleine Teile wie Tabletten zu zählen. Dabei ist es möglich, die minimale Objektgröße, die noch erkannt und erfasst werden soll, einzulernen (Teach-Mode). Das bedeutet, dass kleinere Teile unterdrückt und nicht mitgezählt werden. Beim schaltenden Sensor wird die Objektbreite mit dem eingeteachten Wert verglichen und der Ausgang geschaltet, wenn das gemessene Objekt dem Teachwert entspricht oder größer ist. Somit lassen sich Objektsplitter, Staub- oder Dreckpartikel einfach unterdrücken und werden nicht mitgezählt. Um auch kleine schnelle Objekte zu erfassen, beträgt die Ansprechzeit nur 0,25 ms. Da aber Steuerungen mit solch kurzen Impulsen oft überfordert sind, wird bei Erkennen eines Objektes ein Puls mit einer Mindestlänge von 10 ms ausgegeben.

Der analoge ParCon bietet nebst seiner Standardanwendung, dem Steuern von Bahnkanten (Papierbahnen, etc.), viele weitere Lösungsmöglichkeiten. So ist es dank dem parallelen Strahlenfeld möglich, auch Kanten von Objekten mit einer gewissen Tiefe zu erfassen und so zum Beispiel die Oberkante eines Stapels zu positionieren.

cav 449

Mehr zu den Sensoren

AMA Fachverband für Sensorik e.V.

FDA – Food and Drug Administration