sponsoriséInterview d'experts sur les barrières lumineuses et les détecteurs optiques « Les détecteurs optiques sont polyvalents »

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Baumer Electric AG

Le choix du détecteur optique approprié est une tâche difficile en raison de l'énorme diversité des variantes produits. Dans cette interview, les experts Baumer en détecteurs Markus Imbach et Bernhard Furrer expliquent ce qui est important et ce qui fait la différence.

Quelles sont les tâches d’automatisation pour lesquelles les détecteurs optiques sont un premier choix ?

Markus Imbach : Pour presque toutes, car ils sont extrêmement polyvalents. Les détecteurs optiques détectent ou positionnent de façon extrêmement rapide et fiable toute sorte d'objet, sans contact et à distances assez grande. Ils mesurent également avec très grande précision la distance entre le détecteur et l’objet. Nos capteurs optiques sont dotés d'une portée élevée dans un design compact et offrent une paramétrisation précise et un fonctionnement extrêmement fiable. Ils sont donc extrêmement polyvalents et flexibles. Mais il va sans dire qu’il y a aussi des défis liés à leur utilisation.

Quels sont concrètement ces défis ?

Markus Imbach : Les défis principaux sont dus aux propriétés d'objet à détecter, aux conditions ambiantes telles que l’encombrement, l’influence mutuelle des détecteurs optiques entres eux et à la lumière externe. À cela peuvent s’ajouter d’autres facteurs tels qu'une ambiance contaminée, des exigences d’hygiène, de température et de vitesse du process en matière de la précision de détection.

Quels sont pour vous les points les plus importants dans la sélection d’un détecteur optique ?

Markus Imbach : La première question est quelle est la fonction à remplir par le détecteur ? Ce qui doit être détecté, où et avec quelle précision ? Ceci détermine principalement la technologie de détection la plus appropriée, soit une barrière lumineuse ou un détecteur optique, tenant compte de toutes les sources lumineuses et des géométries du faisceau disponibles.

Un autre point important sont les caractéristiques de l’objet. L’objet est-il transparent ou opaque ? Ensuite, il faut tenir compte de la surface et de sa géométrie. La détection d’un trépan impose d’autres défis à la technologie de détection que celle d’un circuit imprimé. C’est pourquoi il est essentiel de clarifier ces points pour choisir la technologie de détection la plus appropriée.

Comment les détecteurs optiques peuvent-ils repérer les objets transparents ?

Markus Imbach : C’est le principal problème dans la détection des matériaux transparents : le faisceau lumineux traverse le matériau dont la réflexion est très faible. Le détecteur doit se contenter de cette faible réflexion pour sa fiable fonction. C’est pourquoi nous essayons de repousser les limites physiques en développant des systèmes capables de détecter fiablement des objets même dans une très faible luminosité.

Pour répondre aux exigences dans la détection des objets transparents tels que des bouteilles en verre ou des contenants en plastique, nous avons développé une gamme de détecteurs optiques spécialisés. En outre, cette gamme se concentre sur les objectifs, les sources lumineuses et des algorithmes dédiés à la détection d’objets transparents.

Au moment de choisir le détecteur optique pour une application spécifique, il faut d'abord clarifier la technologie de détection appropriée. Quelles sont les particularités ?

Bernhard Furrer : Des barrières unidirectionnelles aux barrières lumineuses avec réflecteur en passant par les détecteurs optiques réflex, qui fonctionnent avec la propre émission de l’objet, il existe différents principes. Ces dernières années, les détecteurs optiques réflex ont acquis une position prédominante, car maintenant ils sont capables de détecter presque tous les objets dans une zone précisément réglable avec une très grande précision. Ici, le transmetteur (LED ou laser) et le récepteur se trouvent dans le même boîtier. L'objet réfléchit la lumière dont une petite partie arrive au récepteur du détecteur et sera convertie en un signal électrique. Outre la quantité de lumière, l’unité d’évaluation en aval évalue la distance de l’objet vers le détecteur pour identifier s’il s’agit de l’objet cible.

Les détecteurs du présent utilisent des émetteurs et récepteurs adaptés à l’application. tels que des micro-contrôleurs et des ASIC performants qui forment le cœur du détecteur et prennent également en charge la communication avec la commande et l’unité de traitement des données. Depuis de nombreuses années, Baumer développe en interne ses propres ASICs qui sont extrêmement performants.

En plus des propriétés de l’objet, à quoi un utilisateur doit-il encore faire attention ?

Bernhard Furrer : À la position d'installation du détecteur, à la vitesse du process et aux exigences en matière de précision. Mais en plus de l'interface électrique, il faut également considérer l’interface mécanique, ce qui signifie observer comment le détecteur est installé à la machine et son orientation vers l’objet. Il faut prendre également en compte la capabilité de s'adapter de manière rapide et flexible aux objets changeants dans des concepts modernes tels que la fabrication modulaire ou en lot unique. Tous ces points ont une influence sur le choix du détecteur.

Dans de nombreuses machines et installations, les détecteurs sont utilisés en nombre. En conséquence, ils doivent fonctionner longtemps avec une absolue fiabilité, indiquer à temps s'il faut les nettoyer ou quand leur capacité de détection commence à décliner pour une autre raison. Les détecteurs modernes actuels comme ceux conçus par Baumer sont capables de communiquer avec le monde de l’automatisation des machines et les installations via une interface IO-Link standardisée. Et dernier aspect mais non des moindres, les solutions de détection doivent bien sûr répondre aux exigences économiques du client.

Dans quelle mesure la lumière externe influence-t-elle la fiabilité des systèmes de détection optiques ?

Markus Imbach : Les détecteurs optiques peuvent être perturbés par la lumière artificielle, le rayonnement solaire et les détecteurs voisins. Mais les LED d’éclairage des halls ou des machines peuvent elles aussi être source de perturbation, car elles fonctionnent dans un spectre allant jusqu’à 150 kHz et donc à une plage de fréquence égale voire supérieure à celle des détecteurs. Une interaction intelligente entre optique, électronique et algorithme est donc nécessaire afin de garantir une insensibilité fiable à la lumière externe.

Baumer ne cesse de mettre en avant la facilité de montage de ses détecteurs. Mais est-elle véritablement supérieure aux détecteurs d’autres fabricants ?

Markus Imbach : Il ne s’agit pas ici de dire que nos détecteurs sont plus rapides à fixer sur une machine ou une installation que ceux d’autres fabricants. Ce que nous offrons en plus, et c’est important, c’est l’orientation contrôlée et constante du faisceau lumineux. Ceci simplifie le travail de l’utilisateur, étant donné qu’il peut doter nos données CAO 3D d’un axe optique, sans avoir à le construire de façon coûteuse. Il peut de plus compter sur le fait que le faisceau lumineux va là où il l’a prévu.

Bernhard Furrer : La référence de cet axe optique est toujours le point de montage, ce qui n’offre pas que des avantages pour le montage des détecteurs. Le fait que le faisceau de nos détecteurs ne dévie pas apporte la certitude qu’en cas de remplacement, les objets seront détectés exactement au même point qu’avant. Les temps d’arrêt des machines et des installations sont alors drastiquement réduits.

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Vos détecteurs sont équipés en série d’une interface IO-Link. Qu’apporte-t-elle ?

Imbach : IO-Link fait d’un commutateur binaire une source d’informations intelligente et constitue ainsi la clé de concepts modernes tels que la fabrication en lot unique ou la production modulaire. Cette interface bidirectionnelle permet d’adapter les détecteurs de façon simple et rapide à de nouvelles tâches, ce qui donne à l’utilisateur davantage de flexibilité.

Bernhard Furrer : Les données fournies par un détecteur moderne peuvent être utilisées à de nombreuses fins, par exemple pour optimiser les process ou mesurer la sollicitation des machines et des installations. Par conséquence, les détecteurs intelligents sont indispensables dans tous ces concepts.

CITATIONS

« L’axe optique facilite grandement le travail des constructeurs. » Markus Imbach, Responsable Produits

« Les détecteurs intelligents tels que O200 constituent la clé des concepts modernes. » Bernhard Furrer, Responsable Projets Détecteurs de Position

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