In vielen Bereichen der industriellen Automatisierung entscheidet die Genauigkeit der Distanzmessung über Qualität, Prozessstabilität und Produktivität. Ob in der Intralogistik, in Bearbeitungszentren, in der Verpackungstechnik oder der Elektronikfertigung: optische Distanzsensoren, besonders Laser- und Time-of-Flight-Varianten, sind häufig die bevorzugte Lösung, wenn präzise und dynamische Abstandsinformationen benötigt werden. Der Beitrag zeigt, welche Stärken diese Technologien bieten und für welche Anwendungen sie sich besonders eignen.

Warum präzise Distanzmessung in industriellen Anwendungen unverzichtbar ist

Distanzmessungen bilden in zahlreichen Prozessen die Grundlage für effiziente Abläufe. Sie ermöglichen reproduzierbare Positionierungen, adaptive Fertigungsprozesse bis hin zu Losgröße 1, reduzieren Ausschuss und schaffen die Basis für eine vorausschauende Wartung. In vielen Anwendungen ersetzen optische Verfahren mittlerweile mechanische Messprinzipien, die durch Verschleiß, Trägheit oder begrenzte Genauigkeit an Grenzen stoßen.

Herausforderungen bei der Abstandsmessung

In der Praxis wirken zahlreiche Faktoren auf Messergebnisse ein: variable Oberflächenbeschaffenheiten, wechselnde Umgebungsbedingungen, hohe Geschwindigkeiten oder beengte Einbausituationen. Während berührende Messsysteme hier schnell an Limitierungen stoßen, sind auch berührungslose Alternativen wie Ultraschall oder induktive Sensoren nicht universell einsetzbar, da sie beispielsweise bei hohen Anforderungen an Genauigkeit oder Oberflächenunabhängigkeit an Grenzen geraten können.

Optische Distanzsensoren: Präzision ohne Kontakt

Optische Sensoren von Baumer, darunter Laser-Distanzsensoren, verbinden hohe Messpräzision mit schnellen Reaktionszeiten und kompaktem Design. Die punktgenaue, berührungslose Erfassung ermöglicht Genauigkeiten im Mikrometerbereich, selbst auf empfindlichen oder bewegten Objekten. Grundlage dafür sind abgestimmte Optiken, rauscharme Empfangselektronik und robuste mechanische Konstruktionen.

Typische Einsatzfelder von Laser-Distanzsensoren

Laser-Distanzsensoren kommen überall dort zum Einsatz, wo höchste Präzision auf kurzen Distanzen gefordert ist:

• Robotik: exakte Ermittlung von Greiferpositionen und Objektlagen
• Werkzeugpositionierung: präzise Führung in Anwendungen wie Dispensen, Metall- oder Holzverarbeitung
• Qualitätsprüfung: Inline-Erfassung von Höhen-, Breiten- oder Dickenabweichungen

Einsatzbereiche von Time-of-Flight-Distanzsensoren

Time-of-Flight-Sensoren eignen sich für größere Reichweiten und robuste industrielle Prozesse:

• Fördertechnik: Lückenmessung, Abstandsregulierung, Anwesenheitskontrolle
• AGVs und AMRs: korrektes Positionieren von Paletten
• Container- und Palettenshuttles: Kollisionsvermeidung und präzise Positionierung
• Solar-Modul-Handling: sichere Detektion trotz lichtabsorbierender Oberflächen
• Halbleiterindustrie: zuverlässige Glas- und Graphitträgererkennung in PECVD-Anlagen

Praxisbeispiel: Laser-Distanzsensoren in der Leiterplattenfertigung

In der Elektronikproduktion müssen Dosierprozesse wie Kleben oder Abdichten absolut reproduzierbar erfolgen. Die Position der Dosiernadel bestimmt dabei die Qualität der aufgetragenen Raupe. Laser-Distanzsensoren ermöglichen Genauigkeiten besser als ±3 Mikrometer und verhindern Beschädigungen empfindlicher Oberflächen.

Der Baumer „OM60“ zeigt, welches Leistungspotenzial moderne Laser-Distanzsensoren bieten: Mit ±3 Mikrometer Linearitätsabweichung und 0,12 Mikrometer Wiederholgenauigkeit erreicht er Werte, die in dieser kompakten Baugröße kaum ein anderes Gerät liefert. Seine Temperaturstabilität und einfache Parametrierung erleichtern zudem die Integration.

Praxisbeispiel: Dickenmessung von Blechen und Folien

Für Walz-, Press- oder Beschichtungsprozesse ist die Materialdicke ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Abhängig von Präzisionsanforderungen kommen einseitige oder beidseitige Messkonzepte zum Einsatz. Der kombinierte Einsatz zweier Distanzsensoren ermöglicht eine höhenschlagkompensierte Dickenermittlung. Die optischen Baumer-Sensoren der Serie „OM60“ erfassen selbst kleinste Abweichungen zuverlässig, unabhängig davon, ob die Oberfläche glänzt, strukturiert oder unregelmäßig ist.

Praxisbeispiel Time-of-Flight: Distanzmessung in Shuttlesystemen

In der Intralogistik müssen kompakte Shuttles große Reichweiten präzise überwachen. Der extrem kleine ToF-Sensor Baumer „OT200“ ist speziell für enge Bauräume ausgelegt. Seine hohe Winkeltoleranz erlaubt Messungen auch bei ungünstiger Einbaulage. Aufgrund abgestimmter Optik, rauscharmer Empfänger, Baumer-Elektronikdesign und optimierter Signalverarbeitung liefern ToF-Sensoren selbst bei variierenden Farben und Formen verlässliche Ergebnisse.

Fazit: Distanzsensoren als Schlüsseltechnologie der Automatisierung

Laser- und Time-of-Flight-Distanzsensoren haben sich in der industriellen Automatisierung fest etabliert. Laser-Distanzsensoren bieten höchste Präzision auf kurzen Messstrecken, während ToF-Sensoren bei größeren Reichweiten ihre Stärken ausspielen. Baumer verbindet beides mit robuster Mechanik, intelligenter Signalverarbeitung und hoher Oberflächenunabhängigkeit. Für Entwickler und Anlagenbauer sind moderne Distanzsensoren daher oft die erste Wahl, wenn maximale Prozesssicherheit gefordert ist.

Autor

Klaus Hartinger
Strategischer Produktmanager bei Baumer