Подробности блога

При выборе промышленных датчиков для автоматизированных производственных линий команды по закупкам и инженерам часто сталкиваются с фундаментальным вопросом: следует ли им выбрать лазерный датчик перемещения или фотоэлектрический датчик? Оба широко используются для обнаружения объектов, подтверждения положения и управления производственным процессом, но они предназначены для совершенно разных задач.

Фотоэлектрический датчик обычно является лучшим выбором, когда вам нужно только подтвердить, присутствует ли объект, заблокирован ли он или находится на месте. Лазерный датчик смещения, напротив, используется, когда вам нужно знать, как далеко находится объект, насколько он толще, насколько он высок или постоянно ли менялось его положение.

Выбор неправильного типа датчика не только повлияет на точность обнаружения, но также может привести к дополнительным затратам на оборудование, проблемам с интеграцией сигналов и переделке производственной линии. В этой статье сравниваются лазерные датчики смещения и фотоэлектрические датчики с точки зрения закупок, охватывая принципы работы, возможности обнаружения, типы выходных сигналов, затраты и типичные промышленные применения.

Если вы все еще формируете базовое представление о технологии лазерных измерений, начните с нашего вводного руководства:Что такое лазерный датчик смещения?.

Самое важное различие между лазерным датчиком перемещения и фотоэлектрическим датчиком заключается в их основном назначении:

• Фотоэлектрический датчик определяет, существует ли объект, проходит ли луч или отражает свет обратно. Оно отвечает на вопрос: Есть ли что-то там?
• Лазерный датчик смещения измеряет расстояние между датчиком и целевым объектом. Он отвечает на вопрос: Где находится объект и как далеко он находится?

Эта разница напрямую определяет все остальное: способ установки, выходной сигнал, требования к программированию ПЛК, структуру затрат и подходящие сценарии применения.

Фотоэлектрический датчик работает на основе прерывания или отражения светового луча. Обычно он состоит из передатчика и приемника. Когда объект блокирует луч света или отражает его обратно в приемник, датчик подает сигнал переключения.

Общие типы включают:

• Пересечение луча: передатчик и приемник расположены напротив друг друга. Когда между ними проходит объект, луч прерывается.
• Световозвращающее: датчик и отражатель установлены напротив друг друга. Датчик определяет, когда объект нарушает отраженный луч.
• Диффузно-отражающий: датчик излучает свет и принимает отражение от поверхности объекта.

Этот принцип прост, надежен и недорог, но обычно он ограничивается обнаружением присутствия, отсутствия или прохождения событий. Он не может обеспечить точные непрерывные данные о расстоянии.

Лазерный датчик смещения обычно работает по принципу лазерной триангуляции. Датчик проецирует лазерное пятно на поверхность цели. Отраженный свет принимается внутренним элементом CMOS или PSD, и система рассчитывает расстояние в соответствии с положением светового пятна на приемнике.

Это означает, что датчик не просто сообщает «обнаружен объект»; он обеспечивает непрерывное измерение значения, представляющего фактическое расстояние от датчика до объекта.

По этой причине лазерные датчики перемещения больше подходят для:

• Измерение высоты
• Проверка толщины
• Обнаружение пробелов
• Мониторинг положения
• Управление с обратной связью
• Проверка качества

Если вы хотите узнать больше о том, как работают лазерные датчики смещения, см.: Что такое лазерный датчик смещения?

Одним из наиболее практических различий в закупках и системной интеграции является тип вывода.

Большинство фотоэлектрических датчиков обеспечивают выход цифрового переключателя, обычно NPN или PNP. Они отправляют двоичный сигнал в ПЛК:

• Обнаружен объект = ВКЛ.
• Объект не обнаружен = ВЫКЛ.

Этого достаточно для выполнения основных задач автоматизации, таких как подсчет, транспортировка, сортировка и определение положения дверей. Однако он не обеспечивает непрерывные данные измерений.

Для получения дополнительной информации о совместимости NPN и PNP читайте:NPN против выхода PNP.

Лазерные датчики смещения часто предоставляют более широкие возможности вывода:

• Выход переключателя: для обнаружения присутствия объекта и срабатывания по положению.
• Двойной выход: объединяет выход переключателя с аналоговым выходом.
• Аналоговый выход: обеспечивает непрерывные данные о расстоянии, например, 0–5 В или 4–20 мА.
• Выход цифровой связи: некоторые модели поддерживают RS485, RS422 или другую последовательную связь.

Это означает, что лазерный датчик перемещения может выполнять две функции одновременно: он может запускать работу машины и отправлять данные измерений в реальном времени в систему управления.

Если вы сравниваете выход переключателя и двойной выход, см.:Переключатель выхода против двойного выхода.

Фотоэлектрический датчик рекомендуется использовать, если вашему приложению необходимо только подтвердить наличие объекта или прохождение определенного положения.

Типичные области применения включают в себя:

• Обнаружение объектов на конвейерной ленте
• Подсчет продуктов
• Подтверждение наличия упаковочной линии
• Обнаружение положения двери или ворот
• Обнаружение присутствия поддона
• Простые системы сортировки
• Базовый запуск сборочной линии

В этих сценариях задача по сути цифровая: что-то либо есть, либо нет. Фотоэлектрический датчик обычно прост, надежен и экономичен.

Лазерный датчик смещения рекомендуется использовать, когда вам необходимо измерить, контролировать или контролировать фактическое положение объекта.

Типичные области применения включают в себя:

• Проверка толщины
• Измерение высоты
• Обнаружение пробелов
• Мониторинг положения поверхности
• Позиционирование робота
• Роботизированный захват с контролем расстояния
• Автоматизация замкнутого цикла
• Проверка качества
• Измерение толщины покрытия полюсов батареи
• Определение толщины паяльной пасты SMT
• Позиционирование автомобильной сборки

О приложениях роботизированного позиционирования см.:Лазерные датчики для роботизированного позиционирования.

С точки зрения закупок, стоимость не может быть оценена только по цене единицы датчика. Вы также должны учитывать проводку, модули ПЛК, программирование, отладку и будущую масштабируемость.

Фотоэлектрические датчики обычно дешевле за единицу. Они просты в установке и замене и широко поддерживаются стандартными модулями цифрового ввода ПЛК.

Однако у них есть ограничения:

• Нет непрерывных данных о расстоянии
• Не подходит для прецизионного контроля качества.
• Могут потребоваться дополнительные датчики, если функции измерения будут добавлены позже.
• Трудно поддерживать управление с обратной связью.

Лазерные датчики смещения обычно дороже за единицу, но во многих приложениях они могут снизить общую стоимость системы.

Один датчик может заменить:

• Фотоэлектрический датчик для обнаружения
• Аналоговый датчик расстояния для измерения
• Дополнительные преобразователи сигналов
• Несколько монтажных кронштейнов
• Более сложная проводка

Если ваше приложение требует как обнаружения, так и измерения, лазерный датчик смещения с двумя выходами может оказаться более экономичным, чем использование нескольких датчиков.

Ответьте на следующие вопросы, чтобы решить, какой тип датчика выбрать:

KRONZ рекомендует выбирать датчики на основе требований применения, а не только цены.

• Если вашим основным требованием является обнаружение присутствия объекта, выберите фотоэлектрический датчик.
• Если ваши требования включают измерение расстояния, высоты, толщины, зазора или положения, выберите лазерный датчик смещения.
• Если вам необходимо как обнаружение, так и непрерывное измерение, выберите лазерный датчик смещения с двойным выходом.

Подробные методы выбора см.:Как правильно выбрать лазерный датчик смещения. Для выбора диапазона измерения см.:Какое расстояние измерения следует выбрать для лазерного датчика смещения?.

Лазерные датчики перемещения и фотоэлектрические датчики важны в промышленной автоматизации, но они служат разным целям.

Фотоэлектрический датчик идеально подходит для простых и недорогих задач по обнаружению объектов. Это хорошо работает, когда системе нужно только знать, присутствует ли объект, проходит ли он или заблокирован.

Лазерный датчик смещения является лучшим выбором, когда приложение требует точного измерения расстояния, контроля положения, проверки толщины, определения высоты или управления с обратной связью. Он обеспечивает более обширные данные и большую гибкость, особенно в производственных процессах, где качество критически важно.

Для отделов закупок важно сначала ответить на один вопрос: нужно ли мне только обнаружить объект или мне нужно его измерить?

Если вам нужно только обнаружение, обычно достаточно фотоэлектрического датчика. Если вам нужны измерения, правильным выбором будет лазерный датчик смещения.

• Что такое лазерный датчик смещения?
• Как правильно выбрать лазерный датчик смещения
• Какое расстояние измерения следует выбрать для лазерного датчика смещения?
• NPN против выхода PNP
• Переключатель выхода против двойного выхода

• Как установить лазерный датчик смещения
• Распространенные ошибки при установке лазерного датчика
• Руководство по устранению неполадок лазерного датчика смещения

• Лазерные датчики для роботизированного позиционирования

Если вы не уверены, что выбрать: лазерный датчик перемещения или фотоэлектрический датчик, техническая команда KRONZ может вам помочь. Мы можем порекомендовать наиболее подходящий тип датчика, диапазон измерения и конфигурацию выходного сигнала в зависимости от вашего приложения, системы управления и производственной среды.

Свяжитесь с КРОНЦом для:

• Помощь в выборе товара
• Техническая консультация
• Инженерная поддержка приложений
• OEM и ODM услуги
• Запросы котировок
• Глобальная поддержка продаж