Lichtschranken

Funktionsprinzip in der Maschinensteuerung

Eine Lichtschranke erkennt einen definierten Zustand im Strahlengang, etwa die Unterbrechung, Reflexion oder Dämpfung des ausgesendeten Lichts. Das resultierende Signal wird an eine Steuerung weitergegeben und dort für Schalt-, Zähl- oder Überwachungsfunktionen verarbeitet. Im Unterschied zu mechanischen Abtastern erfolgt die Erfassung ohne direkten Kontakt zum Werkstück oder Bauteil. Das ist vor allem dann relevant, wenn hohe Taktzahlen, empfindliche Oberflächen oder kleine Erfassungsbereiche vorliegen.

Typische Anwendungen an Maschinen und Förderstrecken

Lichtschranken werden in Zuführungen, Vereinzelungen, Förderanlagen, Handhabungssystemen und Bearbeitungsmaschinen eingesetzt. Typische Aufgaben sind die Werkstückerkennung vor einem Bearbeitungsschritt, die Kontrolle von Materialdurchlauf, die Zählung von Teilen sowie die Abfrage von Endlagen oder Kanten. In automatisierten Abläufen liefern sie häufig das Start- oder Freigabesignal für nachfolgende Prozessschritte. Auch in der Blech-, Profil- oder Drahtverarbeitung werden sie eingesetzt, wenn Teile schnell und berührungslos detektiert werden müssen.

Bauarten und Ausprägungen von Lichtschranken

Üblich sind Einweg-Lichtschranken mit getrenntem Sender und Empfänger, Reflex-Lichtschranken mit Reflektor sowie tastende optische Sensoren für kurze Distanzen. Die Wahl der Bauart hängt von Erfassungsdistanz, Objektgrösse, Einbausituation und Oberflächeneigenschaften ab. Für transparente, stark glänzende oder sehr kleine Objekte sind je nach Aufgabe speziell abgestimmte Ausführungen erforderlich. Zusätzlich unterscheiden sich Lichtschranken in Reaktionszeit, Schaltfrequenz, Lichtart und in der Beständigkeit gegenüber Staub, Ölnebel oder Fremdlicht.

Abgrenzung zu Lichtgittern und anderen Steuerungskomponenten

Lichtschranken erfassen in der Regel einen einzelnen Strahl oder einen klar begrenzten Erfassungspunkt. Lichtgitter decken dagegen mit mehreren Strahlen einen grösseren Bereich oder ein Schutzfeld ab und werden für Flächen- oder Durchgriffsüberwachung anders eingesetzt. Von Schaltleisten und Schaltmatten unterscheiden sich Lichtschranken durch die berührungslose Erfassung ohne mechanische Betätigung. Innerhalb der Hierarchie Steuerung liefern sie Eingangs- und Überwachungssignale, während SPS-Steuerungen, elektrische Steuerungen oder Feldbussysteme diese Signale verarbeiten und in den Maschinenablauf einbinden.