Diferència d’1,5 mm d’alçada: una tasca, dues possibles solucions
Quan es comprova la presència de peces planes, la tasca sembla clara al principi: el sensor ha de detectar una diferència d’alçada de només 1,5 mm. De fet, però, es poden avaluar dues característiques diferents per a aquest propòsit.
Un sensor de distància làser basat en el principi de triangulació detecta que la distància entre el sensor i la superfície canvia. Així, distingeix geomètricament entre el fons i l’objecte que hi reposa. Una barrera reflexa, en canvi, utilitza el fons après com a referència i detecta quan un objecte canvia les seves propietats òptiques o la distància al fons de referència.
Ambdós principis poden conduir a l’objectiu en una consulta d’assistència pura. Quin d’ells encaixa millor depèn de les condicions de l’aplicació específica.
Per què la histèresi de desplaçament és crucial en la mesura de distàncies
Definició
Si un sensor ha de detectar una petita diferència d’alçada com a salt de distància, la diferència entre els seus punts d’encesa i d’apagat ha de ser menor que el gruix de l’objecte a detectar. Aquesta diferència s’anomena histèresi de commutació.
Si la histèresi s’especifica en relació amb la distància real entre el sensor i l’objecte, la posició de muntatge té un efecte directe en la possible distinció. Amb una histèresi commutada inferior a l’1%, correspon a menys d’un mil·límetre a una distància de 100 mm. A 500 mm, en canvi, pot ser una mica menys de cinc mil·límetres. El mateix sensor pot detectar un salt d’1,5 mm a una distància curta molt més clarament que al final del seu rang d’ajust.
Això no vol dir que es pugui obtenir una alçada mínima garantida de l’objecte només a partir del valor percentual. A més, la reproductibilitat, la deriva de temperatura, la posició d’instal·lació i la naturalesa de la superfície, entre altres coses, afecten la fiabilitat del processo. Tanmateix, la histèresi proporciona una primera indicació important de si la diferència d’alçada requerida coincideix bàsicament amb la distància de treball seleccionada.
Què mostra l’experiment amb objectes de colors diferents
Per a la configuració de prova, es va muntar un sensor de distància làser de commutació segons el principi de triangulació a una distància d’uns 115 mm del fons. Objectes d’uns 1,5 a 2 mm de gruix amb superfícies negres, blanques i de color fusta es col·locaven sobre la superfície de referència. El sensor detectava els objectes plans de l’experiment independentment de la seva coloració i canviava de manera fiable. El factor decisiu va ser la combinació de la curta distància de treball i una petita histèresi de commutació. El sensor va avaluar la distància a la superfície respectiva en lloc de confiar només en una diferència de brillantor o color.
Això fa que la triangulació sigui especialment interessant quan s’han de provar diferents variants d’objectes sobre la mateixa superfície. Si el color, el material o la brillantor de les peces canvien, la seva propietat comuna roman la posició elevada en relació amb el fons.
Quan una triangulació amb sensor de distància làser és l’opció més robusta
Un mètode basat en la distància és especialment adequat si les propietats òptiques dels objectes a detectar no són constants. Aquestes inclouen, per exemple, assortiments amb peces negres, blanques i de colors o components amb materials i superfícies canviants.
Els següents punts són especialment rellevants per a la selecció i instal·lació:
- Ha de ser possible separar clarament l’alçada més petita de l’objecte de la histèresi i la incertesa de la mesura.
- El sensor s’ha de muntar tan a prop de l’objecte com sigui possible, si el seu rang d’ajust permès i la geometria de la màquina ho permeten.
- El punt de llum ha de quedar completament sobre la superfície de l’objecte corresponent.
- El fons i l’objecte no han de sortir de les toleràncies d’alçada permeses durant l’adquisició.
- La combinació específica de distància, superfície i posició de la instal·lació s’hauria de provar en condicions realistes.
L’esforç tècnic més elevat és especialment valuós si el canvi de superfície podria provocar punts de commutació diferents o si el fons no ofereix un contrast òptic fiable.
Quan una barrera reflexa pot ser suficient
Si, en canvi, el fons es manté constant i l’objecte destaca clarament, una barrera reflex pot ser una alternativa més econòmica. S’entrena sobre un fons de referència existent i detecta quan un objecte passa entre el sensor i la superfície de referència. A diferència d’una barrera SLR, aquest principi de sensor no requereix un reflector separat al costat oposat. Tanmateix, el requisit previ és que el fons après estigui disponible de manera fiable com a referència. Si el seu color, distància o condició superficial canvien massa, la reserva de senyal també pot canviar.
En un experiment suplementari, també va ser possible detectar objectes d’uns 1,5 mm de gruix, de colors diferents sobre un fons blanc. Per a una consulta senzilla «part present o no present», aquest principi pot ser suficient si es compleixen les següents condicions:
- El fons de referència es manté en gran part constant en posició i aparença.
- Hi ha una diferència prou clara entre l’objecte i el fons.
- El context es pot ensenyar de manera fiable.
- Només es requereix un senyal de commutació i no es requereix informació geomètrica de distàncies.
Per tant, si una barrera reflexa és adequada depèn menys de l’alçada de l’objecte que de l’estabilitat de la situació de referència.
Triangulació o barrera reflexa: Quina solució s’adapta a l’aplicació?
| Condició d’aplicació | Més aviat una triangulació amb sensor de distància làser | Més aviat una barrera reflexa |
|---|---|---|
| Canvia els colors i materials dels objectes | Sí | Només si hi ha suficient demarcació respecte al fons |
| Canvis visuals de fons | Sí | Força inadequats o per ser provats |
| El context es manté constant | Possible | Bons requisits previs |
| La diferència molt petita d’altitud és la característica decisiva | Sí | Només detecció indirecta mitjançant la desviació respecte al fons |
| Es requereix una consulta només per presència | Possible | Sí |
| Es requereix informació de distància o múltiples llindars de commutació | Sí | No |
| La rendibilitat és primordial per a una aplicació estable | Major esforç tècnic | Sovint solució més senzilla |
La taula no substitueix una prova d’aplicació, però distingeix clarament els dos enfocaments: la triangulació es basa principalment en la geometria, la barrera reflexa en la desviació d’un fons de referència apresa.
Només les condicions de contorn fan que 1,5 mm sigui un senyal clar
La pregunta «Pot un sensor detectar un objecte d’1,5 mm d’alçada?» no es pot respondre només amb l’alçada de l’objecte. En el cas d’una triangulació amb sensor de distància làser, la distància de treball, la histèresi de commutació i la reproductibilitat han de coincidir amb la diferència d’alçada. Com més petita és la distància, menor pot ser la diferència entre els punts d’encesa i d’apagat en el cas d’una histeresi percentual. Una barrera reflexa pot resoldre la mateixa tasca de presència amb menys esforç si hi ha un fons de referència estable i una diferència suficient entre objecte i fons. Si les superfícies canvien significativament o falta una referència fiable, la detecció basada en distància ofereix més independència.
Per tant, abans de fer una selecció, no només s’ha de registrar l’alçada més petita de la peça. Igualment importants són les possibles variants d’objectes, les propietats del fons, la distància de muntatge disponible i la qüestió de si només es requereix un senyal de commutació o informació addicional de distància.
Vols detectar objectes molt plans de manera fiable, però no estàs segur de quin principi de sensor s’adapta al fons, al material i a la distància de treball? Fes que els nostres experts revisin la teva sol·licitud.
