Abbildung 1. Produktbild der Lanbao PSEP-Serie von der offiziellen Website. Diese diffuse Sensorfamilie ist ein Beispielkandidat und kein universeller Ersatz für andere optische Verfahren. Quelle [3].

Wandeln Sie den Antrag in eine schriftliche Anforderung um.

Beginnen Sie mit einer kurzen Anwendungsbeschreibung, die von den Abteilungen Entwicklung, Einkauf, Qualitätssicherung und Service gemeinsam erstellt wird. Beschreiben Sie, was erkannt und was ignoriert werden soll. Fügen Sie Originalmuster oder kontrollierte Bilder, Maßzeichnungen, zulässige Farben, Oberflächenbeschaffenheiten, Transparenz, Montageraum, Arbeitsabstand und mögliche Hintergrundobjekte hinzu.

Definieren Sie den Betriebsbereich. Erfassen Sie minimale und maximale Geschwindigkeit, kleinstes Ziel, kleinsten Zielabstand, Vibration, Umgebungslicht, Verschmutzung, Temperatur, Reinigungsmethode und Kabelbewegung. Geben Sie an, ob das Ausgangssignal zum Zählen, Positionieren, zur Anwesenheitserkennung oder zur Prozessverriegelung verwendet wird, da diese Aufgaben unterschiedliche Zeitvorgaben und Fehlerbehandlungen erfordern können.

Trennen Sie wesentliche Anforderungen von Präferenzen. Eine fehlende transparente Flasche kann inakzeptabel sein, während die bevorzugte Ausrichtung des Anschlusses verhandelbar sein kann. Geben Sie nach Möglichkeit messbare Akzeptanzkriterien an. „Zuverlässig im Staub“ ist schwer zu überprüfen; eine dokumentierte Verschmutzungsbedingung, ein Reinigungsintervall und ein zulässiges Erkennungsverhalten bilden die Grundlage für eine sinnvolle Testdiskussion.

Behandeln Sie gewöhnliche Automatisierungssensoren nicht als Personenschutzgeräte. Wenn die Anwendung eine Sicherheitsfunktion umfasst, muss diese Anforderung einer entsprechenden Maschinensicherheitsbewertung unterzogen und Geräte mit der erforderlichen dokumentierten Sicherheitsfähigkeit ausgewählt werden. Ein Standard-Schaltausgang und ein Schutzgehäuse gewährleisten keine ausreichende Sicherheit.

Prüfen Sie, ob der vorgeschlagene optische Modus passt.

Ein seriöser Anbieter sollte erläutern, warum das vorgeschlagene Messprinzip für das Zielobjekt und die Installation geeignet ist. Bei Durchlichtsensoren befinden sich Sender und Empfänger auf gegenüberliegenden Seiten. Retroreflektierende Sensoren verwenden einen Reflektor. Diffuse Sensoren empfangen Licht, das vom Zielobjekt selbst reflektiert wird. Die Unterdrückung des Hintergrundrauschens verbessert die Entfernungsmessung, wobei die Grenzen der jeweiligen Konstruktion abhängen. Der technische Leitfaden von OMRON bietet einen Überblick über diese Funktionsprinzipien. [4]

Die Wahl des Sensors beeinflusst Installationskosten und Robustheit. Die Durchlichtsensorik erfordert Zugang und Verkabelung von zwei Seiten. Ein Reflektor erhöht den Montage- und Reinigungsaufwand. Die diffuse Sensorik vereinfacht die Installation, macht jedoch die Reflektivität des Zielobjekts und die Hintergrundbedingungen besonders relevant. Transparente Objekte erfordern eine anwendungsspezifische Auswahl; es kann nicht davon ausgegangen werden, dass jeder optische Sensor sie zuverlässig erkennt.

Fragen Sie nach den minimalen Erfassungswerten für Objekte, Strahl- oder Spotabmessungen im Arbeitsabstand, Totzonen, Hintergrundbeschränkungen und Ausrichtungstoleranzen. Der Lieferant sollte sowohl günstige als auch ungünstige Bedingungen aufzeigen. Eine Erläuterung einer Einschränkung ist oft hilfreicher als die pauschale Aussage, der Sensor erkenne jedes Material.

Vergleiche die Erfassungsmarge anstelle der maximalen Reichweite allein

Die maximal angegebene Entfernung bezieht sich üblicherweise auf ein Referenzziel oder einen Reflektor. Fragen Sie sich, was sich ändert, wenn das reale Ziel dunkel, schräg, reflektierend, teilweise transparent oder kleiner als das Referenzziel ist. Testen Sie den gesamten zulässigen Entfernungsbereich, einschließlich Nahbereichspositionen, bei denen sich manche optische Anordnungen anders verhalten.

Banner erklärt die Überschussverstärkung als die empfangene optische Energie relativ zur Schaltschwelle und beschreibt deren Relevanz bei der Signalabschwächung durch Staub, Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen. [5] Fordern Sie die entsprechende Kennlinie oder eine äquivalente Sicherheitsabschätzung für den vorgesehenen Abstand an. Übertragen Sie eine allgemeine Empfehlung zur Überschussverstärkung nicht ohne Weiteres auf die Sensorik transparenter Objekte, da hier auch die geringen Änderungen des empfangenen Lichts berücksichtigt werden müssen.

Eine aussagekräftige Demonstration beinhaltet das ungünstigste akzeptierte Bauteil und einen ungünstigen Hintergrund. Bitten Sie den Lieferanten, die Ausfallgrenze aufzuzeigen und die innerhalb des zugelassenen Betriebsbereichs verfügbare Reserve zu erläutern. Dadurch wird eine Empfehlung glaubwürdiger als ein einzelner erfolgreicher Test aus sicherer Entfernung.

Timing und elektrische Integration prüfen

Betrachten wir eine beispielhafte Lasche eines Gehäuses mit einer Breite von 4 mm und einer Geschwindigkeit von 2 m/s. Ihre geometrische Durchgangszeit beträgt 2 ms. Die nominelle Reaktionszeit eines Kandidaten von 0,5 ms erscheint vielversprechend, jedoch können im restlichen System Filterung, Abtastverzögerung, Kommunikationsverzögerung oder Triggerunsicherheit auftreten. Diese Berechnung dient der Vorprüfung des Konzepts; sie zertifiziert nicht die installierte Maschine.

Messen Sie die Ausgangswellenform und das vom SPS erkannte Signal. Testen Sie sowohl Aktivierung als auch Reset, da kurze Aussetzer selbst bei Erkennung einzelner Ziele verschwinden können. Klären Sie, ob eine Impulsverlängerung zulässig ist und ob diese die nachfolgende Zählung oder die Auswurfzeit beeinflusst. Dokumentieren Sie die Regler-Filtereinstellungen zusammen mit der Sensorkonfiguration.

Prüfen Sie die Kompatibilität (NPN oder PNP), das Verhalten (Öffner oder Schließer), die Konfiguration (Licht an oder Dunkel an), die Pinbelegung, die Betriebsspannung, den Laststrom und die Kabelspezifikation. Vergleichen Sie beim Austausch eines vorhandenen Steckers dessen Funktion und nicht dessen Aussehen. Auch ein mechanisch austauschbarer Sensor kann Änderungen an der Verkabelung oder Software erfordern.

Bewerten Sie die Leistungsfähigkeit des Lieferanten anhand nachweisbarer Belege.

Ein Qualitätszertifikat kann eine Lieferantenprüfung unterstützen, beweist aber nicht, dass ein bestimmter Sensor die Anforderungen einer Anwendung erfüllt. Überprüfen Sie die Organisation, den Standort, den Geltungsbereich, die Gültigkeit und den Aussteller des Zertifikats. Fordern Sie separat die für den Zielmarkt und die Maschinenanforderungen relevante Produktdokumentation an. Angaben wie CE-Kennzeichnung, UL-Anerkennung oder IP-Schutz sollten anhand des jeweiligen Modells und der zugehörigen Unterlagen überprüft werden.

Verfolgen Sie im Rahmen einer Fertigungsprüfung ein Produkt vom Wareneingang bis zur Endprüfung. Fragen Sie nach der Kontrolle von optischer Ausrichtung, Schaltschwellen, elektrischen Ausgängen und Kennzeichnung. Bitten Sie um Beispiele für Prüfprotokolle und Kalibrierungsmanagement. Ziel ist es, zu verstehen, wie der Lieferant Abweichungen erkennt und verhindert, dass nicht genehmigte Prozessänderungen den OEM erreichen.

Die Rückverfolgbarkeit sollte eine Verbindung zwischen einer gelieferten Chargen- oder Seriennummer und den zugehörigen Herstellungs- und Prüfinformationen herstellen. Bitten Sie den Lieferanten, die Auffindbarkeit anhand einer realen Probenkennung zu demonstrieren. Ein dokumentiertes System ist überzeugender, wenn der angeforderte Datensatz tatsächlich gefunden und interpretiert werden kann.

Diese Gewichtung ist ein vorgeschlagenes Bewertungsinstrument für OEMs und kein Branchenranking. Jede Kategorie wird mit null bis fünf Punkten bewertet. Die gewichtete Gesamtpunktzahl ergibt sich aus der Summe der Gewichtungen multipliziert mit den jeweiligen Punktzahlen, dividiert durch fünf. Eine Punktzahl von vier in der 35%-Kategorie entspricht 28 Punkten. Obligatorische Anforderungen haben Vorrang: Eine hohe Punktzahl im kommerziellen Bereich darf nicht durch fehlgeschlagene Erkennung oder fehlende erforderliche Dokumentation kompensieren.

Durchlaufen Sie mit den Proben einen stufenweisen Qualifizierungsprozess

Bitten Sie um die genaue Teilenummer für die Serienproduktion, gegebenenfalls um die Firmware- oder Konfigurationsrevision sowie um Kabel, Stecker und Zubehör. Vermerken Sie, ob die Muster speziell angefertigt wurden. Muster aus mehreren Produktionschargen können helfen, Abweichungen aufzudecken; die erforderliche Anzahl hängt jedoch von Risiko und Verfügbarkeit ab.

1. Definieren Sie Zielwerte, Betriebsgrenzen und Akzeptanzkriterien, bevor Sie Muster entgegennehmen.

2. Führen Sie kontrollierte Labortests durch und dokumentieren Sie erfolgreiche und fehlgeschlagene Ergebnisse.

3. Integrieren Sie den Sensor in die eigentliche Maschine und erfassen Sie Zeitdaten.

4. Wiederholen Sie den Vorgang, nachdem ein Techniker einen normalen Austausch oder eine Justierung durchgeführt hat.

5. Die Ergebnisse des Pilotprojekts sollten gemeinsam ausgewertet werden, bevor eine plattformweite Veröffentlichung beschlossen wird.

Wählen Sie eine Testdauer, die dem Ausfallrisiko entspricht. Null beobachtete Ausfälle in einem kleinen Test bedeuten nicht zwangsläufig eine Ausfallrate von null. Beispielsweise ergibt sich bei null Ausfällen in 10.000 unabhängigen, repräsentativen Versuchen eine grobe, einseitige 95%-Obergrenze von etwa 3/10.000 bzw. 300 Ausfällen pro Million Versuche (nach der Dreierregel). Reale Zyklen können korreliert sein, und ein Test, der das schwierige Ziel nie einschließt, repräsentiert nicht das Produktionsrisiko.

Bewerten Sie den Support, indem Sie eine Problemlösungsübung anfordern.

Geben Sie den in die engere Wahl gekommenen Lieferanten dasselbe realistische Fehlerszenario, z. B. Fehlalarme durch einen glänzenden Hintergrund oder übersehene dunkle Bereiche nach einer Verschmutzung. Fordern Sie einen Testplan, die benötigten Messwerte und einen Korrekturvorschlag an. Bewerten Sie, ob die Antwort optische, elektrische, mechanische und steuerungstechnische Ursachen berücksichtigt.

Hilfreicher Support ermöglicht reproduzierbare Einstellungen oder technische Änderungen mit nachvollziehbarer Begründung. Dokumentieren Sie, wer für Anwendungsfragen zuständig ist, welche Antworten erwartet werden, wie die Eskalation erfolgt und welche Fehleranalysen durchgeführt werden. Fordern Sie Anweisungen an, die ein Servicetechniker befolgen kann, ohne auf den Vertriebsmitarbeiter angewiesen zu sein, der die ursprüngliche Bestellung bearbeitet hat.

Bei global eingesetzten Maschinen sollten Sie die Dokumentationssprache, die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, die Beschaffung von Steckverbindern und die einheitliche Einrichtung an allen Standorten berücksichtigen. Ein Modell, das eine präzise manuelle Justierung erfordert, kann den Serviceaufwand erhöhen, selbst wenn der Kaufpreis attraktiv ist. Beziehen Sie die Einlern- und Verifizierungszeit für Austauschgeräte in Ihre Bewertung mit ein.

Überprüfen Sie die Kontinuität und die gesamten Installationskosten.

Bitten Sie um schriftliche Angaben zu Lieferzeiten, Mindestbestellmengen, Verpackung, Versandkennzeichnung und Kapazitätsvereinbarungen. Unterscheiden Sie zwischen Lagerverfügbarkeit und wiederholbarer Produktionskapazität. Prüfen Sie, wie der Lieferant mit Komponentenengpässen, veralteten Teilen, Fremdvergabe und ungeplanten Änderungen an Optik, Elektronik, Kabeln oder Firmware umgeht.

Ein zugelassener Ersatz sollte einen definierten Qualifizierungsprozess aufweisen. Die Aussage eines Lieferanten, dass ein Ersatzprodukt gleichwertig ist, reicht bei Änderungen des Betriebsverhaltens oder der Installation nicht aus. Vereinbaren Sie Benachrichtigungsfristen, erforderliche Nachweise und die Änderungen, die eine erneute Validierung auslösen. Pflegen Sie kontrollierte Zeichnungen und Einstellungen, damit die Beschaffung nicht versehentlich ein ähnliches, aber nicht qualifiziertes Suffix bestellt.

Erstellen Sie einen Lebenszyklusvergleich, der Halterungen, Reflektoren, Verkabelung, Inbetriebnahme, Validierung, Ersatzteillager, Wartung und Ausfallzeiten umfasst. Verwenden Sie die Kostenannahmen des Originalherstellers und trennen Sie Messergebnisse klar von Schätzungen. Vermeiden Sie es, einem Lieferanten spekulative Einsparungen bei den Ausfallzeiten ohne entsprechende Nachweise zuzuschreiben.

Erstellen Sie ein hilfreiches Lieferantenbriefing und ein Freigabepaket.

Das fotoelektrische Produktsortiment von Lanbao kann als eine mögliche Bezugsquelle herangezogen werden. Hierfür sind die offiziellen Kategorieinformationen und die jeweilige Produktseite für PSEP-Produkte (Photoelektrische Sensorik) zu nutzen, sofern diffuse Detektion relevant ist. [3, 6] Senden Sie allen in die engere Wahl gekommenen Lieferanten die gleiche Aufgabenstellung, um einen fairen Vergleich ihrer Angebote zu ermöglichen.

Das endgültige Freigabepaket sollte die genehmigte Teilenummer, Revision, Installationszeichnung, Zubehörteile, Controller-Einstellungen, Validierungsergebnisse, Anforderungen an die Wareneingangsprüfung und Eskalationskontakte enthalten. Fügen Sie außerdem eine Liste aller bestehenden Einschränkungen hinzu. Überprüfen Sie die Qualifizierung erneut, wenn sich die Zielmaterialien, die Maschinengeschwindigkeit, die Umgebungsbedingungen oder die vom Lieferanten kontrollierten Komponenten ändern. Dadurch wird die Lieferantenauswahl zu einem wiederholbaren Entwicklungsprozess und nicht zu einer einmaligen Preisverhandlung.

Referenzen

[1] Spezifikationen der OMRON-Modelle E3FA, E3RA, E3FB und E3RB

[2] OMRON-Terminologie und Ansprechzeit der fotoelektrischen Sensoren

[3] Lanbao PSEP diffuser fotoelektrischer Sensor – Produktseite und Bildquelle

[4] OMRON-Übersicht über die Prinzipien der photoelektrischen Sensorik

[5] Banner-Lichtschranken und Erklärung der Überschussverstärkung

[6] Lanbao-Produktpalette an fotoelektrischen Sensoren

Häufig gestellte Fragen

Was sollte ich einen Lieferanten von fotoelektrischen Sensoren als Erstes fragen?

Fragen Sie, welcher optische Modus für das jeweilige Ziel geeignet ist und warum. Geben Sie Betriebsdistanz, Zielgrenzen, Geschwindigkeit, Hintergrund, Umgebung und SPS-Details an. Eine hilfreiche Antwort sollte Annahmen darlegen und die zur Bestätigung der Eignung erforderlichen Tests benennen.

Reicht ein Qualitätszertifikat aus, um einen Lieferanten zu genehmigen?

Nein. Prüfen Sie das Zertifikat und seinen Geltungsbereich und bewerten Sie anschließend die modellspezifischen Leistungs- und Produktionskontrollen. Anwendungsversuche, Rückverfolgbarkeit, Dokumentation und Änderungsmanagement bleiben notwendige Bestandteile der OEM-Qualifizierung.

Wie viele Muster sollte ein OEM anfordern?

Es gibt keine allgemeingültige Größe. Wählen Sie den Umfang der Abdeckung entsprechend der angestrebten Variation, der Modelldiversität, dem Produktionsrisiko und dem gewünschten Konfidenzniveau. Beziehen Sie mehrere Einheiten und, wo immer möglich, verschiedene Chargen ein, anstatt sich auf ein einzelnes Demonstrationsmuster zu verlassen.

Kann der billigste Sensor die Gesamtmaschinenkosten senken?

Das ist möglich, wenn die Anforderungen erfüllt werden, ohne dass die Kosten für Installation, Validierung, Wartung oder Service steigen. Vergleichen Sie die gesamte installierte Lösung inklusive Zubehör und Technikereinsatz, bevor Sie eine Kostenentscheidung treffen.

Wie sollte ein Ersatzsensor getestet werden?

Prüfen Sie Abmessungen, Pinbelegung, optischen Modus, Ausgangsverhalten, Ansprechverhalten, Montagetoleranz und Konfiguration. Wiederholen Sie die Tests der betroffenen Anwendung und dokumentieren Sie alle Software- oder mechanischen Änderungen, bevor Sie die Austauschbarkeit freigeben.

Welche Beweise sprechen für eine zuverlässige Erkennung auf transparenten Objekten?

Verwenden Sie repräsentative transparente Muster, gegebenenfalls den spezifizierten Reflektor, die tatsächliche Montagegeometrie, die realen Kontaminationsbedingungen und die Produktionsgeschwindigkeit. Überprüfen Sie die Erkennungs- und Rücksetzmargen, anstatt eine allgemeine Aussage zur Transparenz des Objekts zu akzeptieren.

Wann sollte ein Lieferant erneut qualifiziert werden?

Die Qualifizierung sollte nach relevanten Änderungen am Sensor, Produktionsstandort, den Komponenten, der Firmware, dem Zielsystem, der Maschinengeschwindigkeit oder der Umgebung überprüft werden. Die Änderungsvereinbarung sollte festlegen, wer die Auswirkungen bewertet und welche Tests wiederholt werden müssen.