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Bei der Auswahl industrieller Sensoren für automatisierte Produktionslinien stehen Beschaffungs- und Entwicklungsteams häufig vor einer grundlegenden Frage: Sollten sie sich für einen Laser-Wegsensor oder einen fotoelektrischen Sensor entscheiden? Beide werden häufig in der Objekterkennung, Positionsbestätigung und Produktionsprozesssteuerung eingesetzt, sind jedoch für sehr unterschiedliche Aufgaben konzipiert.

Ein fotoelektrischer Sensor ist in der Regel die erste Wahl, wenn Sie nur überprüfen müssen, ob ein Objekt vorhanden, blockiert oder an Ort und Stelle ist. Im Gegensatz dazu kommt ein Laser-Wegsensor zum Einsatz, wenn Sie wissen möchten, wie weit das Objekt entfernt ist, wie dick es ist, wie hoch es ist oder ob sich seine Position kontinuierlich geändert hat.

Die Wahl des falschen Sensortyps beeinträchtigt nicht nur die Erkennungsgenauigkeit, sondern kann auch zu zusätzlichen Hardwarekosten, Signalintegrationsproblemen und Nacharbeiten an der Produktionslinie führen. In diesem Artikel werden Laser-Wegsensoren und fotoelektrische Sensoren aus Beschaffungssicht verglichen und dabei Funktionsprinzipien, Erkennungsfähigkeiten, Ausgabearten, Kosten und typische industrielle Anwendungen behandelt.

Wenn Sie noch ein grundlegendes Verständnis der Lasermesstechnik aufbauen, beginnen Sie mit unserem Einführungsleitfaden:Was ist ein Laser-Wegsensor?.

Der wichtigste Unterschied zwischen einem Laser-Wegsensor und einem fotoelektrischen Sensor liegt in ihrem Kernzweck:

• Ein fotoelektrischer Sensor erkennt, ob ein Objekt vorhanden ist, einen Strahl durchdringt oder Licht zurückreflektiert. Es beantwortet die Frage: Ist da etwas?
• Ein Laser-Wegsensor misst den Abstand zwischen Sensor und Zielobjekt. Es beantwortet die Frage: Wo ist das Objekt und wie weit ist es entfernt?

Dieser Unterschied bestimmt direkt alles andere: Installationsmethode, Signalausgabe, Anforderungen an die SPS-Programmierung, Kostenstruktur und geeignete Anwendungsszenarien.

Ein fotoelektrischer Sensor basiert auf der Unterbrechung oder Reflexion des Lichtstrahls. Es besteht normalerweise aus einem Sender und einem Empfänger. Wenn ein Objekt den Lichtstrahl blockiert oder zum Empfänger zurückreflektiert, löst der Sensor ein Schaltsignal aus.

Zu den gängigen Typen gehören:

• Einweglichtschranke: Sender und Empfänger liegen einander gegenüber. Wenn ein Objekt zwischen ihnen hindurchgeht, wird der Strahl unterbrochen.
• Retroreflektierend: Sensor und Reflektor sind einander gegenüber angebracht. Der Sensor erkennt, wenn ein Objekt den reflektierten Strahl bricht.
• Diffus-reflektierend: Der Sensor sendet Licht aus und empfängt Reflexionen von der Objektoberfläche.

Dieses Prinzip ist einfach, zuverlässig und kostengünstig, beschränkt sich jedoch normalerweise auf die Erkennung von Anwesenheit, Abwesenheit oder vorübergehenden Ereignissen. Es können keine genauen kontinuierlichen Entfernungsdaten bereitgestellt werden.

Ein Laser-Wegsensor arbeitet typischerweise nach dem Lasertriangulationsprinzip. Der Sensor projiziert einen Laserpunkt auf die Zieloberfläche. Das reflektierte Licht wird von einem internen CMOS- oder PSD-Element empfangen und das System berechnet die Entfernung anhand der Position des Lichtflecks auf dem Empfänger.

Das bedeutet, dass der Sensor nicht einfach „Objekt erkannt“ sagt; Es liefert einen kontinuierlichen Messwert, der den tatsächlichen Abstand vom Sensor zum Objekt darstellt.

Aus diesem Grund eignen sich Laser-Wegsensoren besser für:

• Höhenmessung
• Dickenprüfung
• Lückenerkennung
• Positionsüberwachung
• Regelung im geschlossenen Regelkreis
• Qualitätsprüfung

Wenn Sie mehr über die Funktionsweise von Laser-Wegsensoren erfahren möchten, lesen Sie:Was ist ein Laser-Wegsensor?.

Einer der praktischsten Unterschiede für die Beschaffung und Systemintegration ist der Ausgabetyp.

Die meisten fotoelektrischen Sensoren verfügen über einen digitalen Schaltausgang, normalerweise NPN oder PNP. Sie senden ein binäres Signal an die SPS:

• Objekt erkannt = EIN
• Kein Objekt erkannt = AUS

Dies reicht für grundlegende Automatisierungsaufgaben wie Zählen, Fördern, Sortieren und Türpositionserkennung aus. Es liefert jedoch keine kontinuierlichen Messdaten.

Weitere Informationen zur NPN- und PNP-Kompatibilität finden Sie unter:NPN- vs. PNP-Ausgang.

Laser-Wegsensoren bieten häufig umfassendere Ausgabeoptionen:

• Schaltausgang: Zur Objektanwesenheit und Positionsauslösung.
• Dualer Ausgang: Kombiniert Schaltausgang mit Analogausgang.
• Analoger Ausgang: Bietet kontinuierliche Distanzdaten, z. B. 0–5 V oder 4–20 mA.
• Digitaler Kommunikationsausgang: Einige Modelle unterstützen RS485, RS422 oder andere serielle Kommunikation.

Das bedeutet, dass ein Laser-Wegsensor zwei Funktionen gleichzeitig erfüllen kann: Er kann eine Maschinenaktion auslösen und Echtzeit-Messdaten an die Steuerung senden.

Wenn Sie Schaltausgang und Doppelausgang vergleichen, sehen Sie sich Folgendes an:Schaltausgang vs. Dualausgang.

Ein fotoelektrischer Sensor empfiehlt sich, wenn Ihre Anwendung nur bestätigen muss, ob ein Objekt vorhanden ist oder eine bestimmte Position durchlaufen hat.

Typische Anwendungen sind:

• Erkennung von Objekten auf Förderbändern
• Produktzählung
• Bestätigung der Anwesenheit der Verpackungslinie
• Erkennung der Tür- oder Torposition
• Erkennung der Anwesenheit von Paletten
• Einfache Sortiersysteme
• Grundlegende Auslösung am Fließband

In diesen Szenarien ist die Aufgabe im Wesentlichen digital: Entweder ist etwas da oder nicht. Ein fotoelektrischer Sensor ist normalerweise einfach, zuverlässig und kostengünstig.

Ein Laser-Wegsensor wird empfohlen, wenn Sie die tatsächliche Position eines Objekts messen, überwachen oder steuern müssen.

Typische Anwendungen sind:

• Dickenprüfung
• Höhenmessung
• Lückenerkennung
• Überwachung der Oberflächenposition
• Roboterpositionierung
• Roboter-Greiferabstandskontrolle
• Automatisierung im geschlossenen Regelkreis
• Qualitätsprüfung
• Messung der Beschichtungsdicke von Batteriepolstücken
• Erkennung der SMT-Lötpastendicke
• Positionierung der Automobilmontage

Informationen zu Roboterpositionierungsanwendungen finden Sie unter:Lasersensoren für die Roboterpositionierung.

Aus Beschaffungssicht können die Kosten nicht nur anhand des Stückpreises des Sensors bewertet werden. Sie müssen auch Verkabelung, SPS-Module, Programmierung, Debugging und zukünftige Skalierbarkeit berücksichtigen.

Fotoelektrische Sensoren sind im Allgemeinen im Stückpreis günstiger. Sie sind einfach zu installieren, leicht auszutauschen und werden weitgehend von Standard-SPS-Digitaleingangsmodulen unterstützt.

Sie haben jedoch Einschränkungen:

• Keine kontinuierlichen Entfernungsdaten
• Nicht für die Präzisionsqualitätsprüfung geeignet
• Wenn später Messfunktionen hinzugefügt werden, sind möglicherweise zusätzliche Sensoren erforderlich
• Es ist schwierig, eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis zu unterstützen

Laser-Wegsensoren sind in der Regel pro Einheit teurer, können aber in vielen Anwendungen die Gesamtsystemkosten senken.

Ein Sensor kann ersetzen:

• Ein fotoelektrischer Sensor zur Erkennung
• Ein analoger Abstandssensor zur Messung
• Zusätzliche Signalwandler
• Mehrere Montagehalterungen
• Komplexere Verkabelung

Wenn Ihre Anwendung sowohl Erkennung als auch Messung erfordert, kann ein Laser-Wegsensor mit zwei Ausgängen kostengünstiger sein als die Verwendung mehrerer Sensoren.

Nutzen Sie die folgenden Fragen, um zu entscheiden, welcher Sensortyp Sie wählen sollten:

KRONZ empfiehlt, Sensoren nach Anwendungsanforderungen und nicht nur nach dem Preis auszuwählen.

• Wenn Ihre Hauptanforderung die Erkennung der Anwesenheit von Objekten ist, entscheiden Sie sich für einen fotoelektrischen Sensor.
• Wenn Ihre Anforderungen Abstands-, Höhen-, Dicken-, Spalt- oder Positionsmessungen umfassen, wählen Sie einen Laser-Wegsensor.
• Wenn Sie sowohl Erkennung als auch kontinuierliche Messung benötigen, wählen Sie einen Laser-Wegsensor mit zwei Ausgängen.

Detaillierte Auswahlmethoden finden Sie unter:So wählen Sie den richtigen Laser-Wegsensor aus. Zur Auswahl des Messbereichs siehe:Welchen Messabstand sollten Sie für einen Laser-Wegsensor wählen?.

Sowohl Laser-Wegsensoren als auch fotoelektrische Sensoren sind in der industriellen Automatisierung wichtig, dienen jedoch unterschiedlichen Zwecken.

Ein fotoelektrischer Sensor ist ideal für einfache und kostengünstige Objekterkennungsaufgaben. Es funktioniert gut, wenn das System nur wissen muss, ob ein Objekt vorhanden ist, vorbeikommt oder blockiert ist.

Ein Laser-Wegsensor ist die bessere Wahl, wenn die Anwendung eine genaue Abstandsmessung, Positionsüberwachung, Dickenprüfung, Höhenerkennung oder Regelung erfordert. Es sorgt für umfangreichere Daten und höhere Flexibilität, insbesondere in qualitätskritischen Produktionsprozessen.

Für Beschaffungsteams ist es wichtig, zunächst eine Frage zu beantworten: Muss ich das Objekt nur erkennen oder muss ich es messen?

Wenn Sie nur eine Detektion benötigen, reicht in der Regel ein fotoelektrischer Sensor aus. Wenn Sie eine Messung benötigen, ist ein Laser-Wegsensor die richtige Wahl.

• Was ist ein Laser-Wegsensor?
• So wählen Sie den richtigen Laser-Wegsensor aus
• Welchen Messabstand sollten Sie für einen Laser-Wegsensor wählen?
• NPN- vs. PNP-Ausgang
• Schaltausgang vs. Dualausgang

• So installieren Sie einen Laser-Wegsensor
• Häufige Fehler bei der Installation von Lasersensoren
• Leitfaden zur Fehlerbehebung bei Laser-Wegsensoren

• Lasersensoren für die Roboterpositionierung

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Sie sich für einen Laser-Wegsensor oder einen fotoelektrischen Sensor entscheiden sollen, kann Ihnen das KRONZ-Technikteam weiterhelfen. Basierend auf Ihrer Anwendung, Ihrem Steuerungssystem und Ihrer Produktionsumgebung können wir Ihnen den am besten geeigneten Sensortyp, Messbereich und Ausgangskonfiguration empfehlen.

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