Warum eignet sich ein Lasersensor für präzise Messungen?

Haben Sie jemals eine Elektronikfabrik besucht oder die Produktion von Automobilkomponenten beobachtet? Präzision ist in diesen Bereichen entscheidend. Ein Fehler von nur wenigen Zehntel Millimetern könnte beispielsweise eine gesamte Baugruppe funktionsunfähig machen. Lasersensoren haben sich in vielen Branchen als beliebt für präzise Messungen etabliert. Doch was macht Lasersensoren so genau? Sicherlich sind neben der Elektronik auch andere Industrien auf Lasersensoren angewiesen, wie die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie andere hochpräzise Ingenieurbereiche. Lassen Sie uns betrachten, wie Lasersensoren zu unverzichtbaren Werkzeugen für Präzisionsmessungen werden lasersensor eigenschaften und die eigentliche Produktionsarbeit.

Grundlagen der Lasertechnologie

Zunächst einmal benötigt der Lasersensor einen Laser, und hier liegt die Präzision begründet —laserlicht ist nicht dasselbe wie das Licht einer Glühbirne oder einer LED. Gewöhnliches Licht breitet sich breit und diffus aus. Zum Beispiel, wenn eine Person in einem Raum eine Taschenlampe einschaltet, verbreitet sich der Lichtstrahl und wird mit zunehmender Entfernung von der Lichtquelle größer und schwächer. Laserlicht hingegen ist monochromatisch und kollimiert. Das bedeutet, der Strahl hat eine Wellenlänge, im Wesentlichen eine Farbe, und verbreitet sich nicht oder verliert über die Distanz hinweg seine Fokussierung. Dies ist ein wesentlicher Vorteil bei Messungen.

Wenn ein Lasersensor verwendet wird, sendet er einen gebündelten Lichtstrahl zum zu messenden Objekt. Das bedeutet, dass der Strahl den Messpunkt genau trifft und es keine Streuung oder "Unschärfe" bei der Messung gibt. Beispielsweise müssen Arbeiter in einer Smartphone-Fabrik überprüfen, ob die Glasscheibe exakt mit dem Gehäuse des Telefons ausgerichtet ist. Ein Lasersensor kann den Abstand zu einem Punkt an der Kante der Glasscheibe präzise messen und den Spalt zwischen Bildschirm und Gehäuse auf 0,001 mm bestimmen. Im Vergleich dazu hätten herkömmliche Sensoren, wie beispielsweise einige fotoelektrische Sensoren, einen breiteren Strahl, der sowohl den Bildschirm als auch das Gehäuse erfasst, und würden nur eine ungefähre, ungenaue Messung liefern.

LUOSHIDA ist auf Sensoren spezialisiert und berücksichtigt dies stets bei der Entwicklung von Lasersensoren. Beispielsweise verspricht die Serie LCD-XXYYYAB einen fokussierten Laserstrahl zur Detektion in Entfernungen von 30 bis 100 mm (und bei einigen Modellen sogar weiter, gekennzeichnet mit "M"). Je nach Modell ist der Strahldurchmesser von 3 mm bis 50 mm einstellbar. Dies ermöglicht eine zentrierte und fokussierte Erkennung kleiner Teile auch auf Distanz. Diese Fokussierung bedeutet, dass jede Messung auf der exakten Stelle basiert, die Sie interessiert, und nicht auf einem großen Bereich, der irrelevante Details enthalten könnte.

Ein weiterer Aspekt beim Laserlicht, und dies ist in positiver Hinsicht entscheidend, ist seine Konsistenz. Die Sensoren können Abstand und Größe basierend darauf bestimmen, wie der Laserstrahl nach dem Auftreffen auf das Zielobjekt reflektiert wird (dies sind die Messmethoden Laufzeit und Triangulation). Es bleibt kein Raum für Vermutungen bei der Angabe von Abstand und Größe. Wenn sich die Laserwellenlänge verändern würde, würden die Sensoren den Abstand verwirrt erfassen. Ein stabiler Laser bedeutet, dass jeder Reflexionsimpuls einen konsistenten Wert liefert, was bei der Messung einer Karosserieteil-Metallplatte entscheidend ist. Wenn die Messung 0,01 mm beträgt und die Platte zu dünn ist, kann dies die Festigkeit des Bauteils gefährden.

Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Störungen

*Die Wirksamkeit eines Messgeräts hängt nicht nur von seiner Konstruktion ab, sondern auch davon, wie gut es unter schmutzigen, realen Bedingungen funktioniert. Fertigungsanlagen sind voll mit Dingen, die Sensoren stören können —licht, Staub, Vibrationen und sogar die elektromagnetischen Felder, die von Schweißgeräten und anderer schwerer Maschinen erzeugt werden. Laser-Sensoren beheben jedoch diese Probleme und liefern auch unter schwierigen Bedingungen weiterhin genaue Messungen.*

*Wenn es um Lichtstörungen geht, können herkömmliche fotoelektrische Sensoren in einer Laserfabrik mit Deckenbeleuchtung oder Sonnenlicht, das durch die Fenster scheint, verwirrt werden. Normale Sensoren können Umgebungslicht mit dem Ausgangssignal des Sensors verwechseln und ungenaue Messungen liefern. Laser-Sensoren hingegen emittieren einen Lichtstrahl einer speziellen Wellenlänge und sind mit Filtern ausgestattet, die anderes Licht blockieren. Solche Sensoren können in voll beleuchteten Fabriken arbeiten, indem sie nur den Laserstrahl „sehen“ und all anderes Umgebungslicht „ignorieren“. Beispielsweise messen Arbeiter in Solarzellenfabriken die Dicke von Siliziumwafern unter starken Deckenleuchten. Laser-Sensoren können zusätzliches Licht „ignorieren“ und die Dicke des 0,2 mm dünnen Wafers auch unter extremen Bedingungen präzise messen.*

Zuletzt ist die elektromagnetische Störung (EMI) zu berücksichtigen, die das „Rauschen“ darstellt, das von Maschinen wie Motoren und Schweißgeräten erzeugt wird. EMI ähnelt einem statischen Störsignal im Radio, wenn man sich in der Nähe eines großen Elektrogeräts befindet. EMI wird auch von Maschinen mit vielen internen Schaltkreisen erzeugt und stört deren Messwerte. Lasersensoren, wie jene von LUOSHIDA, unterziehen sich strengen Prüfungen, um die Einhaltung von EMI-Normen wie EN 61000-6-3:2007+A1:2011 und EN 61000-6-1:2007 sicherzustellen. Das bedeutet, dass die Sensoren über eine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen verfügen. In der Automobilindustrie erzeugen Schweißroboter starke EMI, doch die Lasersensoren sind dennoch in der Lage, den Spalt zwischen zwei geschweißten Teilen präzise zu messen, ohne falsche Werte zu liefern, wodurch die Produktion ohne Unterbrechung weiterlaufen kann.

Staub und Feuchtigkeit sind ebenfalls bedeutende Probleme. In Tischlereien und Metallbearbeitungswerkstätten ist Staub allgegenwärtig und kann herkömmliche Sensoren bedecken. Viele Lasersensoren verfügen jedoch über schützende Gehäuse, und einige haben robuste Bauweisen mit Schutzgraden von IP67 oder höher. In staubigen Drehmaschinenbereichen, in denen Metallspäne fliegen, ist es wichtig, dass Lasersensoren so ausgelegt sind, dass ihre Linse sauber bleibt und die Messungen genau sind.

Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Laser-Messanforderungen

Im Gegensatz zu vielen anderen Messgeräten können Lasersensoren feinabgestimmt und an spezifische Anforderungen und Messaufgaben angepasst werden. Dies ist besonders wichtig für Unternehmen, die mit einer Vielzahl von Bauteilen arbeiten, wie etwa kleinen elektronischen Geräten und großen Metallteilen. Lasersensoren können Abstand, Dicke, Ausrichtung und sogar Oberflächenstruktur mit gleicher Präzision messen.

Nehmen wir die Elektronikindustrie als Beispiel. Bei der Montage eines Laptops müssen Arbeiter kleine Bauteile (wie Widerstände, die kleiner als ein Reiskorn sind) auf der Leiterplatte positionieren. Ein Lasersensor kann die Höhe des Bauteils nach dem Platzieren messen. Wenn das Bauteil eine bestimmte Höhe überschreitet, ist es nicht korrekt verlötet. Dieser Typ von Lasersensor kann später in der Produktion auch den Abstand zwischen Laptop-Tastatur und -Bildschirm messen, um sicherzustellen, dass sie richtig schließen. LUOSHIDA-Lasersensoren verfügen über einstellbare Erfassungsbereiche (von 30 mm bis 100 m, je nach Modell) und verschiedene Ausgabefunktionen (NPN, PNP, AC oder AC/DC-Relais), wodurch sie für unterschiedliche Funktionen angepasst werden können.

Eine weitere Branche, die Präzision erfordert, ist die Medizintechnik. Bei der Herstellung von chirurgischen Instrumenten und Insulinpumpen ist eine derartige Genauigkeit erforderlich, dass ein Fehler von der Dicke eines Haares (~0,05 mm) nicht akzeptabel ist. Lasersensoren überprüfen, ob der Durchmesser von Spritzen und Nadeln genau 0,3 mm beträgt – weder weniger noch mehr. Die Produktion medizinischer Geräte erfordert saubere Umgebungen, und die geringe Größe von Lasersensoren (die meisten sind rund oder quadratisch und lassen sich problemlos in kleine Reinräume integrieren) ist von Vorteil.

Auch die Präzisionslandwirtschaft muss einbezogen werden. Zum Beispiel überprüfen Lasersensoren in automatisierten Saatgutpflanzanlagen, ob die Löcher im Pflanzgerät die richtige Größe haben – nicht zu groß (um zu verhindern, dass Samen herausfallen) und nicht zu klein (um zu verhindern, dass Samen stecken bleiben). Chenwei Automation, ein Distributor von LUOSHIDA-Sensoren, arbeitet mit Kunden zusammen, um Lasersensoren für solche Anwendungen maßgeschneidert anzupassen, beispielsweise auf die Fokussierung der Samenkorngröße. Das bedeutet, dass ein einziger, perfekt abgestimmter Lasersensor in der Lage ist, zahlreiche Laser-Messaufgaben präzise auszuführen. Andere Sensoren müssen nicht für unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.

Zuverlässige Qualität gewährleistet langfristig konstante Präzision

Präzision zu haben, bedeutet oft nicht, dass man über eine gute Messung verfügen muss, doch eine genaue Messung bei einem Lasersensor bleibt über längere Zeiträume unter intensiver Nutzung schwer aufrechtzuerhalten. Denn im Vergleich zu fortschrittlicheren und teureren Lasersensoren sind günstige Sensoren so konzipiert, dass sie in optimaler Funktionsweise nicht länger als eine Woche halten; danach wird ihre präzise Messfähigkeit unbeständig, und es braucht nur einen abgeschwächten Laser und/oder verschlissene Schaltkreise, damit dies eintritt.

LUOSHIDA ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert und weist dadurch eine vollständige und konsistente Qualität in allen zertifizierten Bereichen der LASER-, Sensor- und Sensorbaugruppenproduktion auf. Sensoren, die keine schädlichen Substanzen enthalten, besitzen einen höheren, gleichbleibenden Wert und eine bessere Qualität zertifizierter Schaltkreise, um sicherzustellen, dass die Sensoren bleifrei sind, was korrodierende Schaltkreise und eine Abdrift der Messgenauigkeit verhindert, und Sensoren ohne Blei in den Schaltkreisen korrodieren daher im Laufe der Zeit nicht und weisen keine Abdrift der Genauigkeit von der eingestellten Position auf.

Lassen Sie uns über Garantien und Support sprechen. Die meisten Lasersensoren werden mit einer etwa zweijährigen Garantie geliefert, und LUOSHIDA gehört dazu. Dies zeigt, dass sie der Genauigkeit ihrer Produkte vertrauen. Sollte einer der Sensoren innerhalb dieser Zeit eine Fehlfunktion aufweisen, reparieren oder ersetzen sie ihn kostenlos vollständig. Dies ist besonders wichtig für Branchen mit 24/7-Betrieb wie Halbleiterfabriken. Sie können die Produktion nicht anhalten, um einen Genauigkeitsverlust eines Sensors zu beheben, und eine solide Garantie bedeutet, dass Ersatzsensoren als Backup bereitstehen.

Die Haltbarkeit von Lasersensoren ist ebenfalls ein entscheidender Faktor. Diese Sensoren können in robuste Materialien wie Aluminium eingegossen sein oder über interne Komponenten verfügen, die extremen Temperaturen (80 °C und darüber). In einer Reflow-Anlage für die Elektronik kann ein Sensor sehr nah an der Maschine bleiben und dennoch seine Präzision behalten, während er Leiterplatten misst. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren, die bei extremer Hitze schmelzen und ihre Kalibrierung verlieren, arbeiten robuste Lasersensoren weiterhin zuverlässig und erfüllen ihre Messaufgabe.

Langfristig zahlt sich Zuverlässigkeit aus. Ein LUOSHIDA-Lasersensor, von dem Nutzer berichten, dass er 3 bis 5 Jahre präzise bleibt, bedeutet, dass wöchentlich keine Zeit für eine Neukalibrierung benötigt wird. Auch der Austausch des Sensors alle paar Monate entfällt, wodurch Ausfallzeiten geringer und kostengünstiger werden. Diese Konsistenz sorgt für gleichbleibende Qualität jedes hergestellten Produkts und hohe Präzisionsstandards. Es wird keine „guten“ und „schlechten“ Produktionschargen mehr geben, die auf Unbeständigkeit eines Sensors zurückzuführen sind.