Différence de hauteur de 1,5 mm : une tâche, deux solutions possibles
Lors de la vérification de la présence de pièces plates, la tâche semble claire au premier abord : le capteur doit détecter une différence de hauteur de seulement 1,5 mm. En réalité, cependant, deux caractéristiques différentes peuvent être évaluées à cet effet.
Un capteur laser de distance basé sur le principe de triangulation détecte que la distance entre le capteur et la surface change. Il distingue ainsi géométriquement l’arrière-plan de l’objet qui s’y trouve. Une barrière réflexe, en revanche, utilise le fond appris comme référence et détecte lorsqu’un objet modifie ses propriétés optiques ou la distance par rapport au fond de référence.
Les deux principes peuvent mener à l’objectif dans une requête de présence pure. Lequel des deux convient le mieux dépend des conditions de l’application spécifique.
Pourquoi l’hystérésis de décalage est cruciale dans la mesure de la distance
Définition
Si un capteur doit détecter une petite différence de hauteur comme un saut de distance, la différence entre ses points d’allumage et d’arrêt doit être inférieure à l’épaisseur de l’objet à détecter. Cette différence est appelée hystérésis de commutation.
Si l’hystérésis est spécifiée en fonction de la distance réelle entre le capteur et l’objet, la position de montage a un effet direct sur la distinction possible. Avec une hystérésis commutante inférieure à un pour cent, elle correspond à moins d’un millimètre à une distance de 100 mm. À 500 mm, en revanche, elle peut être un peu moins de cinq millimètres. Le même capteur peut donc détecter un saut de 1,5 mm à courte distance beaucoup plus clairement qu’à la fin de sa plage d’ajustement.
Cela ne signifie pas qu’une hauteur minimale garantie de l’objet peut être dérivée uniquement de la valeur en pourcentage. De plus, la reproductibilité, la dérive de température, la position d’installation et la nature de la surface, entre autres, influencent la fiabilité du procédé. Cependant, l’hystérésis fournit une première indication importante pour savoir si la différence de hauteur requise correspond essentiellement à la distance de travail sélectionnée.
Ce que montre l’expérience avec des objets de couleurs différentes
Pour l’installation d’essai, un capteur laser à commutation de distance était monté selon le principe de triangulation à une distance d’environ 115 mm du fond. Des objets d’environ 1,5 à 2 mm d’épaisseur, avec des surfaces noires, blanches et bois, étaient placés sur la surface de référence. Le capteur détectait les objets plats dans l’expérience, quelle que soit leur coloration, et alternait de manière fiable. Le facteur décisif était la combinaison de la courte distance de travail et d’une petite hystérésis commutative. Le capteur évaluait la distance à la surface respective au lieu de se fier uniquement à une différence de luminosité ou de couleur.
Cela rend la triangulation particulièrement intéressante lorsque différentes variantes d’objets doivent être testées sur la même surface. Si la couleur, le matériau ou la luminosité des pièces changent, leur propriété commune reste la position surélevée par rapport à l’arrière-plan.
Lorsque la triangulation par capteur de distance laser est le choix le plus robuste
Une méthode basée sur la distance est particulièrement adaptée si les propriétés optiques des objets à détecter ne sont pas constantes. Cela inclut, par exemple, des assortiments avec des pièces noires, blanches et colorées ou des composants avec des matériaux et surfaces changeants.
Les points suivants sont particulièrement pertinents pour la sélection et l’installation :
- Il doit être possible de distinguer clairement la plus petite hauteur de l’objet de l’hystérésis et de l’incertitude de la mesure.
- Le capteur doit être monté aussi près que possible de l’objet, si sa plage d’ajustement autorisée et la géométrie de la machine le permettent.
- Le point lumineux doit se trouver entièrement sur la surface de l’objet concerné.
- Le fond et l’objet ne doivent pas sortir des tolérances de hauteur autorisées lors de l’acquisition.
- La combinaison spécifique de distance, surface et position d’installation doit être testée dans des conditions réalistes.
L’effort technique plus élevé est particulièrement utile si changer les surfaces pourrait entraîner des points de commutation différents ou si le fond n’offre pas un contraste optique fiable.
Quand une barrière réflexe peut suffire
Si, en revanche, le fond reste constant et que l’objet se distingue clairement, une barrière réflexe peut être une alternative plus économique. Elle est entraînée sur un fond de référence existant et détecte lorsqu’un objet passe entre le capteur et la surface de référence. Contrairement à une barrière de reflex, ce principe de capteur ne nécessite pas un réflecteur séparé du côté opposé. Cependant, la condition préalable est que le fond appris soit disponible de manière fiable comme référence. Si sa couleur, sa distance ou son état de surface changent trop, la réserve de signal peut également changer.
Dans une expérience complémentaire, il était également possible de détecter des objets d’environ 1,5 mm d’épaisseur, de couleurs différentes sur un fond blanc. Pour une simple requête « pièce présente ou non présente », ce principe peut donc suffire si les conditions suivantes sont remplies :
- Le contexte de référence reste globalement constant dans sa position et son apparence.
- Il y a une différence suffisamment claire entre l’objet et l’arrière-plan.
- Le contexte peut être enseigné de manière fiable.
- Seul un signal de commutation et aucune information géométrique sur la distance est requise.
La convalescence d’une barrière réflexe dépend donc moins de la hauteur de l’objet que de la stabilité de la situation de référence.
Triangulation ou barrière réflexe : quelle solution convient à l’application ?
| Condition d’application | Plutôt une triangulation par capteur de distance laser | C’est plutôt une barrière réflexion |
|---|---|---|
| Changer les couleurs et les matériaux des objets | Oui | Seulement s’il y a suffisamment de démarcation à partir de l’arrière-plan |
| Changements visuels de fond | Oui | Plutôt inadapté ou à tester |
| Le contexte reste constant | Possible | Bons prérequis |
| Une très petite différence d’altitude est la caractéristique décisive | Oui | Seule une détection indirecte via la déviation par rapport au fond de fond |
| Requête uniquement en présence requise | Possible | Oui |
| Informations sur la distance ou plusieurs seuils de commutation requis | Oui | Non |
| La rentabilité est primordiale pour une application stable | Effort technique supérieur | Solution souvent plus simple |
Le tableau ne remplace pas un test d’application, mais distingue clairement les deux approches : la triangulation est principalement basée sur la géométrie, la barrière réflexe sur la déviation d’un parcours de référence appris.
Seules les conditions aux limites font de 1,5 mm un signal clair
La question « Un capteur peut-il détecter un objet de 1,5 mm de hauteur ? » ne peut pas être répondue uniquement sur la base de la hauteur de l’objet. Dans le cas d’une triangulation par capteur de distance laser, la distance de travail, l’hystérésis de commutation et la reproductibilité doivent correspondre à la différence de hauteur. Plus la distance est petite, plus la différence entre les points d’allumage et d’arrêt peut être faible dans le cas d’une hystérésis en pourcentage. Une barrière réflexe peut résoudre la même tâche de présence avec moins d’efforts s’il existe un fond de référence stable et une différence suffisante entre l’objet et le fond. Si les surfaces changent significativement ou si une référence fiable manque, la détection basée sur la distance offre une plus grande indépendance.
Avant de faire une sélection, il ne faut donc pas seulement enregistrer la plus petite hauteur de la pièce. Tout aussi importants sont les variantes possibles de l’objet, les propriétés de l’arrière-plan, la distance de montage disponible et la question de savoir si seul un signal de commutation ou une information supplémentaire sur la distance est nécessaire.
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