Detectiesensoren

Wat zijn detectiesensoren?

Detectiesensoren zijn industriële sensoren waarmee de aanwezigheid, positie of passage van objecten wordt vastgesteld.

Ze zorgen ervoor dat een machine kan bepalen of bijvoorbeeld:

• een product aanwezig is;
• een machineonderdeel zijn positie heeft bereikt;
• een werkstuk correct geplaatst is;
• een product over een transportband passeert;
• materiaal ontbreekt;
• een cilinder of actuator een positie bereikt;
• een label, rand of markering aanwezig is.

Detectiesensoren worden veel toegepast binnen machinebouw, verpakkingsmachines, logistiek, assemblage, handling, robotica en geautomatiseerde productielijnen.

Welk type sensor nodig is, wordt vooral bepaald door het te detecteren materiaal, de gewenste afstand, snelheid en omstandigheden rondom de machine.

Detecteren of meten?

Een detectiesensor heeft meestal een andere functie dan een meetsensor.

Een detectiesensor geeft bijvoorbeeld aan:

object aanwezig / object niet aanwezig

of:

positie bereikt / positie niet bereikt

Een meetsensor levert daarentegen een daadwerkelijke waarde, bijvoorbeeld:

• 12,4 mm afstand;
• 36 mm verplaatsing;
• 1,8 mm hoogteverschil;
• exacte materiaalrandpositie.

Wanneer alleen een schakelpunt of aanwezigheid nodig is, is een detectiesensor meestal de meest praktische oplossing.

Wanneer een continue afstand, positie of verplaatsing nodig is, bekijk dan onze industriële meetsensoren.

Welke soorten detectiesensoren zijn er?

Er bestaan verschillende detectieprincipes. Iedere technologie heeft eigenschappen waardoor deze voor bepaalde materialen en toepassingen beter geschikt is.

Inductieve sensoren

Inductieve sensoren detecteren metalen objecten contactloos.

Ze worden veel toegepast voor:

• eindpositiedetectie;
• machinepositie;
• aanwezigheid van metalen componenten;
• tandwiel- en nokdetectie;
• productdetectie.

Inductieve sensoren zijn robuust, snel en slijtvrij en zijn verkrijgbaar in uiteenlopende bouwvormen zoals M8, M12, M18 en M30.

Optische sensoren

Optische sensoren gebruiken licht om objecten contactloos te detecteren.

Ze kunnen uiteenlopende materialen waarnemen en worden bijvoorbeeld gebruikt voor productdetectie op transportbanden, aanwezigheidscontrole en positieregistratie.

Afhankelijk van de toepassing kan gebruik worden gemaakt van een diffuse sensor, reflectoropstelling of zender/ontvanger.

Laser sensoren

Laser sensoren gebruiken een sterk gerichte lichtbundel.

Door de kleine lichtspot zijn ze interessant wanneer kleine objecten, kleine openingen of nauwkeurig gedefinieerde posities moeten worden gedetecteerd.

Een schakelende laser sensor moet niet worden verward met een laser meetsensor. Voor een werkelijke afstandswaarde zijn laser afstandssensoren beschikbaar.

Capacitieve sensoren

Capacitieve sensoren kunnen zowel metalen als verschillende niet-metalen materialen detecteren.

Ze worden bijvoorbeeld toegepast voor:

• kunststof;
• glas;
• hout;
• poeders;
• granulaten;
• vloeistoffen.

Hierdoor zijn capacitieve sensoren interessant voor toepassingen waarin een inductieve sensor niet kan worden gebruikt.

Ultrasone sensoren

Ultrasone sensoren gebruiken geluidsgolven voor contactloze detectie.

Omdat de detectie niet primair afhankelijk is van kleur of visueel contrast zijn ze interessant voor bijvoorbeeld:

• donkere producten;
• transparante objecten;
• onregelmatige producten;
• bepaalde vloeistoffen;
• materiaal met sterk wisselende kleur.

Magnetische sensoren

Magnetische sensoren reageren op een magneet of magnetisch veld.

Ze worden onder andere gebruikt voor positiecontrole van pneumatische cilinders, deuren, kleppen en bewegende machineonderdelen.

Een voordeel is dat detectie in bepaalde toepassingen door niet-magnetische materialen heen mogelijk is.

Fiber-optische sensoren

Fiber-optische sensoren gebruiken flexibele glas- of kunststofvezels om licht naar het detectiepunt te brengen en terug te voeren.

De zeer compacte sensorkoppen maken deze technologie interessant voor:

• kleine onderdelen;
• moeilijk bereikbare plaatsen;
• beperkte inbouwruimte;
• snelle productdetectie;
• kleine openingen.

Vorksensoren

Vorksensoren combineren zender en ontvanger in één vorkvormige behuizing.

Hierdoor is de optische uitlijning al mechanisch vastgelegd.

Vorksensoren worden veel gebruikt voor:

• labeldetectie;
• markeringen;
• dunne onderdelen;
• randen;
• kleine producten;
• snelle teltoepassingen.

Mechanische contactsensoren

Contactsensoren detecteren een positie door directe mechanische aanraking.

Ze zijn geschikt voor onder andere:

• eindpositiedetectie;
• referentiepunten;
• werkstukcontrole;
• gereedschapscontrole;
• nauwkeurige mechanische positiedetectie.

Voor zeer reproduceerbare mechanische schakelpunten kunnen precisieschakelaars worden toegepast.

Welke sensor voor welk materiaal?

Het materiaal van het object is vaak een van de eerste selectiecriteria.

Dit is een algemene richtlijn. De uiteindelijke sensorselectie hangt ook af van afstand, oppervlak, snelheid, montage en omgeving.

Objectdetectie in machines

Een van de meest voorkomende toepassingen van detectiesensoren is objectdetectie.

Een sensor kan bijvoorbeeld controleren of een product op de juiste positie aanwezig is voordat een volgende machinehandeling wordt uitgevoerd.

Dit wordt gebruikt binnen:

• transportsystemen;
• verpakkingsmachines;
• assemblagelijnen;
• handlingmachines;
• pick-and-place-systemen;
• productiemachines.

Hiermee kan de besturing een proces pas starten wanneer het juiste object daadwerkelijk aanwezig is.

Positiedetectie van machineonderdelen

Detectiesensoren worden ook gebruikt voor positiedetectie van bewegende machineonderdelen.

Voorbeelden zijn:

• cilinders;
• sledes;
• lineaire geleidingen;
• kleppen;
• grijpers;
• machineassen;
• deuren en kappen.

Afhankelijk van materiaal en constructie kan hiervoor bijvoorbeeld een inductieve, magnetische, optische of mechanische sensor worden toegepast.

Wanneer de exacte positie continu moet worden gemeten in plaats van alleen één positie te detecteren, kan een meetsensor of encoder geschikter zijn.

Aanwezigheidsdetectie en productcontrole

Binnen geautomatiseerde productieprocessen moet regelmatig worden vastgesteld of een onderdeel aanwezig is.

Een sensor kan bijvoorbeeld controleren:

• zit er een dop op het product?
• ligt het werkstuk in de houder?
• is een onderdeel gemonteerd?
• passeert een product de transportband?
• is verpakkingsmateriaal aanwezig?
• bevindt de grijper zich bij het werkstuk?

Met deze signalen kan een PLC vervolgens beslissen of de volgende processtap mag worden uitgevoerd.

Detectieafstand

De benodigde detectieafstand is een belangrijke eigenschap bij vrijwel ieder sensorprincipe.

Sommige sensoren werken slechts op enkele millimeters afstand, terwijl andere objecten op meters afstand kunnen detecteren.

De benodigde afstand hangt onder andere af van:

• montageruimte;
• objectgrootte;
• materiaal;
• beweging van het object;
• mechanische toleranties;
• gebruikte sensortechnologie.

Een groter bereik is niet automatisch beter. Een sensor moet vooral stabiel functioneren binnen de werkelijke mechanische toleranties van de machine.

PNP of NPN sensor

Veel industriële detectiesensoren zijn verkrijgbaar met een PNP- of NPN-uitgang.

Bij PNP wordt bij schakelen doorgaans de positieve voedingsspanning naar de PLC-ingang geschakeld.

Bij NPN schakelt de uitgang richting 0 V.

Bij nieuwe Europese machinebesturingen wordt veel met PNP gewerkt, maar bij retrofit is vooral belangrijk welk type de bestaande PLC-ingang verwacht.

Een PNP-sensor kan daarom niet automatisch één-op-één een bestaande NPN-sensor vervangen.

NO of NC sensor

Naast PNP of NPN moet ook naar de schakelfunctie worden gekeken.

NO – Normally Open

De uitgang wordt actief wanneer het object wordt gedetecteerd.

NC – Normally Closed

De uitgang werkt volgens de tegenovergestelde schakellogica.

Sommige sensoren bieden complementaire of configureerbare uitgangen.

Bij vervanging is het belangrijk dat zowel het elektrische uitgangstype als de gebruikte schakellogica bij de bestaande machine passen.

M8, M12 en andere sensoraansluitingen

Industriële sensoren zijn verkrijgbaar met een vaste kabel of connector.

Veel voorkomende uitvoeringen zijn:

• M8;
• M12;
• vaste PVC-kabel;
• vaste PUR-kabel;
• korte kabel met connector.

Een connector maakt snelle vervanging mogelijk en wordt daarom veel toegepast bij machinebouw.

Bij retrofit moet ook de pinbezetting worden gecontroleerd. Twee sensoren met dezelfde M12-connector hoeven elektrisch niet automatisch identiek te zijn.

Detectiesensoren voor hoge snelheid

Bij snelle machines moet de sensor snel genoeg reageren op passerende producten.

Daarom kunnen onder andere belangrijk zijn:

• responstijd;
• schakelfrequentie;
• productgrootte;
• transportsnelheid;
• afstand tussen producten.

Voor zeer kleine producten die snel passeren kunnen bijvoorbeeld fiber-optische of gespecialiseerde optische sensoren interessant zijn.

Bij draaiende tandwielen of nokken kan een snelle inductieve sensor worden toegepast.

Omgevingscondities

Een sensor die technisch het juiste object kan detecteren is niet automatisch geschikt voor iedere industriële omgeving.

Bij selectie kijken we daarom ook naar:

• IP-beschermingsklasse;
• vocht;
• olie;
• koelmiddelen;
• reiniging;
• stof;
• temperatuur;
• trillingen;
• schokken;
• elektrische storingen;
• beschikbare montageruimte.

Voor natte of regelmatig gereinigde machines kunnen bijvoorbeeld IP68- of IP69K-uitvoeringen noodzakelijk zijn.

Detectiesensor of meetsensor?

Wanneer alleen de aanwezigheid of één positie moet worden vastgesteld, is een detectiesensor meestal voldoende.

Wanneer daarentegen een exacte waarde nodig is voor:

• afstand;
• hoogte;
• verplaatsing;
• positie;
• dikte;
• profiel;

dan is een meetsensor meestal een betere oplossing.

Indusen levert beide productgroepen en kan daardoor ook verschillende meet- en detectieprincipes met elkaar vergelijken.

Bestaande detectiesensor vervangen

Een bestaande sensor vervangen hoeft niet altijd te betekenen dat exact hetzelfde merk en typenummer opnieuw moet worden toegepast.

Bij een technische vergelijking kijken we onder andere naar:

• detectieprincipe;
• detectieafstand;
• object en materiaal;
• bouwvorm;
• mechanische afmetingen;
• PNP of NPN;
• NO of NC;
• voedingsspanning;
• responstijd;
• schakelfrequentie;
• M8/M12 of kabel;
• pinbezetting;
• beschermingsklasse.

Hiermee kan worden gezocht naar een technisch gelijkwaardige oplossing wanneer het huidige type niet meer beschikbaar is, een lange levertijd heeft of wanneer een economisch aantrekkelijker alternatief gewenst is.

Bekijk hiervoor ook onze pagina over retrofit & vervanging.

Welke detectiesensor past bij uw toepassing?

Bij Indusen ondersteunen wij machinebouwers, OEM's en industriële eindgebruikers bij het selecteren en vervangen van detectiesensoren.

Voor een nieuwe toepassing ontvangen wij bij voorkeur informatie over:

• wat er gedetecteerd moet worden;
• materiaal van het object;
• gewenste detectieafstand;
• snelheid van het proces;
• beschikbare montageruimte;
• PNP/NPN;
• NO/NC;
• gewenste aansluiting;
• omgevingscondities.

Heb je al een bestaande sensor? Stuur dan het merk, volledige typenummer en indien mogelijk een foto of datasheet. Wij vergelijken de technische eigenschappen en zoeken naar een passende oplossing.

Bekijk ook onze sensoroplossingen voor complete detectie- en sensorvraagstukken binnen industriële automatisering.