«Necessito una solució de sensors compacta per comprovar si una peça està inserida en un dispositiu de fixació, en situacions amb espai limitat, diàmetres variables i colors d’objectes foscos.»
Aquesta era la petició d’un usuari que volia automatitzar la seva màquina d’engastar cables manual. L’objectiu és garantir que la funda del cable s’insereixi realment abans d’engastar, independentment del seu color o mida. El repte: els diàmetres dels cables varien entre 5 mm i 30 mm, la distància màxima al sensor és d’aproximadament 100 mm i l’espai d’instal·lació és limitat.
Per què els sensors òptics clàssics arriben als seus límits aquí
Els sensors òptics, com ara els sensors reflectants o fotoelèctrics, funcionen principalment projectant i rebent llum. Segons el color, el material i la textura de la superfície dels objectes que es detecten, el senyal pot variar significativament. Particularment amb objectes foscos o negres, la llum s’absorbeix en gran mesura, cosa que resulta en una llum insuficient al receptor i sovint impedeix una commutació fiable. Aquest mateix fenomen es va observar a la prova amb el sensor reflectant P1KT002: els cables molt prims (Ø 5 mm) no van aconseguir activar un senyal de commutació, mentre que els objectes lleugerament més grans només van registrar un senyal molt breu, cosa que va fer impossible un funcionament fiable. Per tant, els sensors basats en el principi de la llum poden arribar ràpidament als seus límits en aplicacions que impliquen objectes foscos o objectes amb posicions molt variables.
Sensors ultrasònics: robustos, independents del color i compactes
Un enfocament prometedor per a aquest tipus de detecció de presència és l’ús de sensors ultrasònics. Els sensors ultrasònics mesuren mitjançant ones sonores que són reflectides per l’objecte. Com que aquest mecanisme funciona independentment de les propietats òptiques com el color, la transparència o la textura de la superfície, els ultrasons són especialment adequats per detectar una àmplia varietat d’objectes, inclosos cables foscos i negres.
Un exemple d’això és el sensor de distància ultrasònic U1KT001 de wenglor. Aquesta sèrie es caracteritza pel seu disseny molt compacte (32 × 16 × 12 mm), que és particularment avantatjós en espais d’instal·lació reduïts. El sensor també es pot utilitzar tant en mode momentani com de barrera i ofereix dues sortides de commutació independents, ideal quan es requereixen múltiples llindars de commutació o diferents modes de funcionament. Els valors mesurats es poden llegir i els paràmetres es poden configurar de manera flexible a través de la interfície IO-Link compatible amb la Indústria 4.0.
En el cas d’ús «Proves de cables en pressió manual», el U1KT001 demostrat una funció de commutació fiable per a tots els diàmetres de cable – de 5 mm a 30 mm – durant la configuració de la prova. Fins i tot amb cables lleugerament deformats, com pot passar a la pràctica, el sensor reaccionava de manera estable i sense interruptors defectuosos. Aquesta interpretació deixa clar per què l’ultrasò ofereix avantatges clars respecte als principis clàssics d’il·luminació quan els objectes són difícils de capturar òpticament a causa del seu color o geometria.
Avantatges tècnics del sensor ultrasònic en detall
- Detecció independent del color: A diferència dels sensors òptics, la mesura ultrasònica no es basa en la reflexió de la llum. Les ones sonores són reflectides per l’objecte, independentment de si és fosc, negre, brillant o mat. Com a resultat, l’ultrasònic ofereix una solució robusta per a diferents materials i colors d’objectes.
- Disseny compacte – ideal per a situacions d’instal·lació ajustades: La sèrie U1KT001 està especialment dissenyada com a sensor ultrasònic en miniatura i és ideal per a adaptacions en entorns confinats sense necessitat de modificacions extenses a la màquina.
- Modes de funcionament flexibles gràcies a IO-Link: La integració d’IO-Link no només permet parametritzar fàcilment el sensor mitjançant una unitat de control central, sinó també llegir valors mesurats i estats de funcionament. Això és un gran avantatge, especialment per a projectes de retrofit on es requereix documentació i traçabilitat.
Provar cables en premses manuals: Per què l’ultrasònic és l’elecció adequada aquí
Tot i que els sensors òptics reflectants funcionen excel·lentment en moltes aplicacions estàndard, el cas presentat demostra que arriben ràpidament als seus límits de rendiment amb objectes foscos de diàmetres petits i en situacions d’instal·lació confinades. Els sensors ultrasònics com l’U1KT001, en canvi, combinen diversos avantatges crucials:
- Reconeixement d’objectes independent del color i del material, independentment de si són negres, grisos o transparents.
- Alta precisió i reproductibilitat de la mesura en tot el rang de mesura pertinent.
- Disseny compacte i fàcil integració en dispositius existents.
- IO-Link per a parametrització i diagnòstic.
Per tant, aquesta solució de sensors no només és adequada per a la prova d’inserció de cables descrita, sinó també per a una varietat d’aplicacions similars on cal detectar la presència d’objectes de manera ràpida, fiable i estalviant espai.
Conclusió
La detecció de presència d’objectes en projectes de modernització com ara premses de cable és una aplicació clàssica on l’elecció de la tecnologia de sensors adequada determina l’èxit o el fracàs. Les configuracions de proves internes amb diversos principis de sensors mostren que els sensors ultrasònics com l’U1KT001 ofereixen una solució robusta, independent del color i compacta que proporciona avantatges significatius, especialment amb diàmetres variables i àrees d’instal·lació petites.
Tant si es tracta de l’automatització d’equips existents com de l’optimització dels processos de producció, la tecnologia de sensors ultrasònics obre noves possibilitats per substituir els processos de prova manuals propensos a errors per solucions de sensors intel·ligents i fiables.
