Bei Lichtschranken und Lichttastern handelt es sich um optoelektronische Systeme, die Objekte durch die Unterbrechung oder Reflexion des eigenen Lichtstrahls erfassen. Sie zählen deshalb zu den Positionssensoren. Man unterscheidet zwischen Lichtschranken in Form von Einweg- und Reflexionslichtschranken, sowie Lichttastern.
Funktionsprinzipien und Einsatzgebiete
Einweglichtschranken senden einen Lichtstrahl nur in eine Richtung. Demzufolge sind Sender und Empfänger in unterschiedlichen Gehäusen verbaut und es erfolgt keine Rücksendung des Lichts. Bei Reflexionslichtschranken hingegen befinden sich Sender und Empfänger in einem Bauteil. Der gesendete Lichtstrahl wird von einem Reflektor an den Empfänger zurückgeschickt. Lichttaster funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip. Auch hier sind Sender und Empfänger zusammen in einem Gehäuse untergebracht. Anders als bei reflektierenden Lichtschranken ist kein Reflektor für die Rückspiegelung nötig. Der Lichtstrahl wird von jedem Objekt zurückgeworfen. Deswegen hängt der Tastabstand stark von der Oberfläche des Objekts und dem Grad der Reflexion ab.
Eingesetzt werden Lichtschranken und -taster beispielsweise zur Positionserfassung in der Verpackungs-, Förder- und Handlingstechnik und zur Objekterkennung in der Holz, Papier-, Zement- und Automobilindustrie. Eine wichtige Rolle spielen sie außerdem bei der Positionierung in der Stahlverarbeitung oder bei der Erkennung von Fahrzeugen in Auto-
waschanlagen und an Toreinfahrten.
Lichtschranke oder Lichttaster?
Die Lichtschrankenvarianten haben ebenso wie Lichttaster unterschiedliche Stärken und Schwächen. Welche Technik in einer Anlage genutzt wird, sollte deshalb gut überlegt sein. Generell gilt: Sind alle Voraussetzungen für ihren Einsatz erfüllt, ist eine Lichtschranke die bessre Wahl. Einweg- und Reflexionslichtschranken arbeiten zuverlässiger als Lichttaster, da der Strahl aktiv unterbrochen wird. Taster sollten nur dann verwendet werden, wenn sich auf der gegenüberliegenden Seite, zum Beispiel aus Platzmangel, nichts montieren lässt. Auch bei der Überwachung von Förderbändern kommen Lichttaster zum Einsatz. Sie werden so angebracht, dass sie von oben das Band kontrollieren können. Um ihre Funktionsfähigkeit sicherzustellen, ist es wichtig, dass die überwachten Objekte ausreichend Licht reflektieren. Das hängt maßgeblich von der Farbe und Oberfläche der Objekte ab.
Die meisten optischen Sensoren verwenden sichtbares Rotlicht. Infrarot ist hingegen selten. Man nutzt es nur dort, wo sichtbare Lichtpunkte zu vermeiden sind. Das ist zum Beispiel bei Kamerasystemen der Fall, die durch Fremdlicht irritiert werden. Laser spielen nur dann eine Rolle, wenn es um die Erkennung von sehr kleinen Gegenständen geht.
Hell- und Dunkelschaltung
Missverständnisse gibt es gelegentlich bei der Unterscheidung zwischen Hell- und Dunkelschaltung. Lichtschranken arbeiten standardmäßig mit Dunkelschaltung. Das bedeutet: Der Sensor gibt ein Signal, sobald der gesendete Lichtstrahl unterbrochen wird. Bei Lichttastern verhält es sich genau anders herum. Hier kommt standardmäßig eine Hellschaltung zum Einsatz. Die Geräte reagieren, sobald Licht vom Objekt zurückreflektiert wird.
Schutzart und Reichweite
Welche Schutzart man benötigt, ergibt sich aus der Anwendung, in der das Gerät zum Einsatz kommen soll. Lichtschranken in der Fabrikautomation sind meist geringen Beanspruchungen ausgesetzt, weswegen die Schutzarten IP65 oder IP67 ausreichen. Bauteile im Außenbereich unterliegen hingegen stärkeren Temperaturschwankungen und einer höheren Feuchtigkeitsbelastung, weswegen dort prinzipiell Bauteile der Schutzart IP69K sinnvoll sind. Gleiches gilt für die Lebensmittelproduktion. Bei dieser kommen die Geräte, unter anderem aufgrund häufiger Reinigung, viel mit Flüssigkeiten, speziell mit Hochdruckstrahlen, in Kontakt und müssen deshalb eine besonders hohe Dichtigkeit aufweisen.
Welche Baugröße die richtige ist, hängt vor allem mit der benötigten Reichweite zusammen. Hier gilt in der Regel, je größer das Bauteil, desto höher die Reichweite. Ausgangverhalten und Bauform sind entsprechend der elektronischen und konstruktiven Bedingungen zu wählen.
Schritt für Schritt zum richtigen Artikel
Aufgrund der teils sehr unterschiedlichen Anforderungen findet man am Markt eine Vielzahl verschiedener Lichtschranken und Lichttaster. Ein Vergleich der unterschiedlichen Produkte ist deshalb sinnvoll. Schnell und einfach gelingt das beispielsweise bei Automation24, einem Online-Shop, der auf den Verkauf von Automatisierungstechnik spezialisiert ist. Dort findet sich sowohl eine große Auswahl an Lichtschranken und Lichttastern unterschiedlicher Markenhersteller für Standardapplikationen, als auch für Applikationen mit sehr komplexen und umfangreichen Anforderungen.
Bei der Produktauswahl helfen die übersichtlichen Produktkategorien und die praktische Filterfunktion. Selektiert werden kann sowohl nach technischen Merkmalen wie Funktionsprinzip, Lichtart, Ausgangsfunktion, Anschluss, Bauform, Spannungsart, Schaltfrequenz, Schutzart, Reichweite, Ausgang und Baugröße als auch nach Einsatzbereich, Hersteller, Preis und Bewertung. Auch ein direkter Produktvergleich ist mit wenigen Klicks auf der Webseite von Automation24 möglich. Für Fragen stehen Service-Mitarbeiter über Telefon und einen Live-Chat zur Verfügung. Durch spezielle Demoboards können sie die Fragen der Kunden live nachvollziehen.
