[me] im Gespräch mit ...

Dr. Peter Adolphs ist bei Pepperl+Fuchs
Geschäftsführer 

 

"Die Zukunft der Lichtschranke"

 

In einem neuartigen 2D-Laserscanner haben die Ingenieure von Pepperl+Fuchs eine Reihe innovativer Technologien vereint und ein Gerät mit einer bislang nicht gekannten Kompaktheit, Funktionalität und Leistungsfähigkeit geschaffen.

 „Zur Detektion wird die Pulse Ranging Technology (PRT) verwendet, ein für industrielle Anwendungen zur Serienreife weiterentwickeltes echtes, direktes Pulslaufzeitverfahren“, erklärt Dr. Peter Adolphs und stellt die PRT-Technologie vor: „Das ist die Zukunft der Lichtschranke!“, sagt der Geschäftsführer von Pepperl+Fuchs. 

 

Pepperl+Fuchs nutzt Pulse Ranging Technology (PRT) in 2D-Laserscannern. Welche Vorteile haben Hochenergieimpulse gegenüber Dauerlicht?


Dr. Peter Adolphs: Aus unserer Sicht gibt es gleich mehrere Vorteile, die Time-of-flight (TOF) Messung mit kurzen Pulsen statt einem modulierten Dauerlicht durchzuführen. Ganz wesentlich ist dabei die Energiebilanz. Kurze hochenergetische Pulse brauchen bei einem entsprechend kurzen Puls-Pausen-Verhältnis wesentlich weniger Energie als ein CW-Laser. Deshalb kommen unsere Produkte ohne eine aufwändige Kühlung der Laserdiode aus, und das bei einer sehr guten Signal/Noise-Ratio, da für die kurze Messung eine sehr hohe Signalenergie zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil ist die Fähigkeit zur Mehrzielmessung. Es können leicht Reflexionen von unterschiedlichen Objekten als nacheinander wahrgenommene Pulse separiert und zugeordnet werden. Das funktioniert bei CW-Systemen grundsätzlich nicht. Die Ausblendung von Störungen wird dadurch deutlich verbessert.

 

Positionsmessung mit Pulse Ranging Technology (PRT). Wie funktioniert das?


Im Grunde genommen funktioniert PRT genauso wie ein Ultraschall-Sensor. Der Sensor vermisst die Zeit, die ein Lichtpuls vom Sender über die Reflexion am Objekt zurück in den Empfänger zurücklegt. Im Gegensatz zu Ultraschall braucht man aber aufgrund der schnellen Lichtlaufzeit eine wesentlich schnellere Elektronik und ein paar Tricks und Kniffe, um die Laufzeiten im Pikosekundenbereich auch einigermaßen genau auswerten zu können.

 

Das Messverfahren PRT liefert genaue, zuverlässige, eindeutige und reproduzierbare Ergebnisse. Aber das können andere Verfahren doch auch. Was kann PRT besser?


PRT ist die konsequente Weiterentwicklung der Pulslaufzeitmessung im Hinblick auf maximale Skalierbarkeit. Das bedeutet, dass unser PRT-Messkern sowohl in der intelligenten messenden Lichtschranke als auch für die hochgenaue Messung über mehrere 100 m Entfernung zum Einsatz kommt. Und im R2000 haben wir PRT sogar in einen Scanner eingebaut und können so eine ganze Ebene abtasten. Und das alles bei höchster Störfestigkeit und einer sehr guten Mehrzielunterscheidung. Insofern halten wir PRT für das richtige Prinzip der intelligenten Lichtschranke der Zukunft, oder wie wir gerne sagen „Messen statt Tasten“.

 

Störfeste Signale haben ihren Preis. Wie schneidet das Verfahren im Kostenvergleich ab?


Der Aufwand für einen PRT-Sensor liegt derzeit kaum über den Herstellkosten für einen genauen Triangulationstaster, und dabei ist der Messbereich für PRT um einiges größer. Wir sehen hier aber noch erhebliches Potential, so dass in den nächsten Jahren weitere signifikante Einsparungen zu erwarten sind.

 

Wo empfehlen Sie Positionsmessung mit PRT, und wo sind andere Verfahren besser?


In einer schaltenden Applikation! PRT ist immer dort ideal, wo es um große Messbereiche geht. Ab ca. 500 mm ist PRT der Triangulation weit überlegen. In messenden Applikationen ist PRT meiner Meinung nach immer besser geeignet als Geräte mit Phasenauswertung.

 

Wie sind Ihre Entwickler auf die Idee gekommen, PRT in solchen Anwendungen zu nutzen?


Die Entfernungsmessung mit Licht ist eigentlich keine neue Erfindung. Solche Verfahren sind seit Jahren bekannt. Neu bei PRT ist die Tatsache, dass es uns gelungen ist, das Verfahren bezüglich der Herstellkosten auf ein neues Niveau zu bringen, die aus kommerzieller Sicht neue Anwendungen erst ermöglichen. Insofern ist das Ganze sicherlich eher ein evolutionärer Prozess, der auch noch nicht am Ende angekommen ist.

 

Gibt es aus der Sicht der Sensorik weitere Möglichkeiten dieses Verfahren weiter zu entwickeln?


Wir setzen große Hoffnungen in die PRT-Technologie und sehen deshalb vielfältige Möglichkeiten für die Weiterentwicklung. Dabei werden wir zum einen in Richtung kleinerer Gehäusebauformen für intelligente Lichtschranken auf PRT weitermachen, zum anderen sehen wir PRT auch als Basis für messende Sensorik in 2D und 3D.

 
www.pepperl-fuchs.de

 

Die Fragen stellte Peter Schäfer

 

Beitrag aus [me] 4/2013

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