Cảm biến vùng Autonics BW20-40

Thông số kỹ thuật Autonics BW20-40

Trang thông số đúng model BW20-40 của Autonics xác nhận 40 trục quang, bước trục 20 mm, chiều cao phát hiện 780 mm, tổng chiều dài 800 mm, khoảng cách 0,1–7 m, vật tối thiểu Ø30 mm, NPN, Light ON, IP65 và thời gian đáp ứng tối đa 10 ms.

40 trục quang và vùng phát hiện 780 mm có ý nghĩa gì?

BW20-40 bố trí 40 trục quang cách nhau 20 mm. Khoảng cách giữa trục đầu tiên và trục cuối cùng vì vậy là:

(40 – 1) × 20 = 780 mm

Đây chính là chiều cao vùng phát hiện mà Autonics công bố. Tổng chiều dài cơ khí của thân cảm biến là 800 mm.

Cần phân biệt rõ hai kích thước này:

• 780 mm: vùng quang học thực tế giữa trục đầu và trục cuối.
• 800 mm: tổng chiều dài cơ khí của thân cảm biến.

Nếu thiết kế máy cần kiểm tra sản phẩm trong một vùng cao khoảng 750–780 mm, BW20-40 là lựa chọn phù hợp. Nếu chỉ nhìn vào chiều dài thân 800 mm và xem toàn bộ 800 mm đều là vùng phát hiện thì có thể bố trí sai vị trí sản phẩm.

Nguyên lý hoạt động của BW20-40

BW20-40 hoạt động theo nguyên lý thu–phát trực tiếp. Emitter và Receiver được lắp ở hai phía đối diện của vùng cần giám sát.

Emitter phát ra 40 tia hồng ngoại hướng sang Receiver. Khi đường truyền ánh sáng thông thoáng, Receiver nhận được các tia từ Emitter. Khi một vật thể không trong suốt đi vào vùng giữa hai thanh cảm biến và che một hoặc nhiều trục quang, trạng thái phát hiện thay đổi.

So với việc dùng một cảm biến quang đơn, cảm biến vùng cho phép kiểm tra vật thể trên một khu vực rộng mà không cần biết chính xác sản phẩm sẽ đi qua tại một điểm cố định.

Khoảng cách phát hiện từ 0,1 đến 7 m

Autonics công bố toàn bộ BW Series có khoảng cách phát hiện rộng từ 0,1 đến 7 m. Điều này cho phép Emitter và Receiver được lắp khá gần nhau hoặc cách nhau nhiều mét tùy chiều rộng máy, băng tải hay khu vực cần giám sát.

Không nên lắp hai thanh gần hơn 0,1 m. Khoảng cách dưới giới hạn tối thiểu có thể làm hệ thống hoạt động ngoài điều kiện mà nhà sản xuất công bố.

Khi lắp ở khoảng cách gần 7 m, độ chính xác căn chỉnh cơ khí trở nên rất quan trọng. Một sai lệch góc nhỏ ở một đầu có thể tạo ra độ lệch lớn tại đầu còn lại.

Nên sử dụng giá đỡ chắc chắn và kiểm tra:

• Hai thanh cảm biến song song.
• Emitter và Receiver hướng chính xác vào nhau.
• Các đầu trên và dưới không bị xoắn.
• Khung máy không rung hoặc biến dạng trong quá trình hoạt động.
• Không có vật cản cố định nằm giữa hai thanh.

Bước trục quang 20 mm

BW20-40 thuộc nhóm BW20, nghĩa là các trục quang được bố trí với khoảng cách 20 mm. Autonics nhấn mạnh bước trục 20 mm giúp giảm vùng không phát hiện giữa các tia.

Bước trục càng nhỏ thì khả năng để một vật thể nhỏ lọt qua giữa hai tia mà không che tia nào càng thấp.

BW Series có hai nhóm chính:

Vì vậy BW20 phù hợp hơn nếu sản phẩm cần phát hiện có kích thước nhỏ hoặc thay đổi vị trí nhiều trong vùng kiểm tra.

Vật thể phát hiện tối thiểu Ø30 mm

Autonics công bố BW20-40 phát hiện vật liệu không trong suốt kích thước tối thiểu khoảng Ø30 mm.

Thông số này cần được hiểu đúng. Không có nghĩa BW20-40 là thiết bị đo đường kính và cũng không bảo đảm mọi vật thể có một cạnh 30 mm đều được phát hiện trong mọi tư thế.

Khả năng thực tế còn phụ thuộc:

• Hình dạng sản phẩm.
• Hướng đi qua vùng cảm biến.
• Vị trí so với các trục quang.
• Độ trong suốt của vật liệu.
• Tốc độ di chuyển.
• Khoảng cách giữa Emitter và Receiver.

Với vật có nhiều lỗ, dạng lưới, dây nhỏ hoặc chi tiết có hình học đặc biệt, cần thử nghiệm trực tiếp trước khi đưa vào sản xuất.

BW20-40 có phát hiện vật trong suốt không?

Autonics công bố vật thể phát hiện của BW Series là vật liệu không trong suốt. Vì vậy, không nên mặc định BW20-40 có thể phát hiện ổn định:

• Kính trong.
• Chai nhựa trong.
• Màng nhựa trong.
• Tấm acrylic trong suốt.
• Các vật liệu truyền ánh sáng mạnh.

Vật trong suốt có thể làm suy giảm một phần tia hồng ngoại nhưng không che hoàn toàn, dẫn tới khả năng phát hiện phụ thuộc nhiều vào vật liệu và góc đặt. Với ứng dụng trong suốt cần lựa chọn đúng loại cảm biến chuyên dụng.

Ngõ ra NPN mạch thu hở

BW20-40 là phiên bản NPN. Autonics công bố ngõ ra điều khiển của đúng model là NPN open collector.

Điều này cần được kiểm tra khi kết nối với PLC. Module input phải có cấu hình phù hợp với cảm biến NPN.

Trước khi đấu dây cần xác nhận:

• Loại input PLC là sink/source theo manual.
• Cách đấu chân COM.
• Nguồn 12–24 VDC dùng cho cảm biến.
• Chung mốc 0 V giữa các thiết bị nếu sơ đồ yêu cầu.
• Đúng cáp của Emitter và Receiver.

Phiên bản PNP tương ứng

Nếu hệ thống sử dụng ngõ vào PNP, model tương ứng là BW20-40P. Model PNP có cùng 40 trục, bước trục 20 mm, vùng phát hiện 780 mm, chiều dài 800 mm và khoảng cách 0,1–7 m; khác biệt quan trọng là ngõ ra PNP open collector.

Không nên thay BW20-40 bằng BW20-40P mà chưa kiểm tra sơ đồ input PLC.

Chế độ Light ON

BW20-40 được Autonics công bố hoạt động theo chế độ Light ON.

Đây là logic được nhà sản xuất thiết kế cho hệ thống thu–phát của BW Series. Khi đưa tín hiệu vào PLC, người lập trình nên kiểm tra trạng thái thật khi:

• Không có vật cản.
• Có vật che vùng phát hiện.
• Emitter mất nguồn.
• Hai thanh bị lệch khỏi nhau.
• Cáp Receiver bị ngắt.

Không nên suy đoán logic chỉ từ tên Light ON mà chưa kiểm tra sơ đồ output trong tài liệu của hệ thống đang sử dụng.

Thời gian đáp ứng tối đa 10 ms

Autonics công bố thời gian đáp ứng của BW20-40 tối đa 10 ms.

Đối với băng tải và máy tự động thông thường, mức này phù hợp với nhiều ứng dụng xác nhận sản phẩm, kiểm tra chiều cao hoặc phát hiện vật thể đi qua.

Tuy nhiên tốc độ phát hiện thực tế còn phụ thuộc:

• Tốc độ sản phẩm.
• Chiều rộng sản phẩm theo hướng di chuyển.
• Thời gian lọc đầu vào PLC.
• Chu kỳ scan của chương trình.
• Logic xử lý sau khi phát hiện.

Ví dụ, nếu vật thể chỉ che tia trong vài mili giây, cần kiểm tra toàn bộ chuỗi từ cảm biến đến PLC thay vì chỉ nhìn thời gian đáp ứng 10 ms của cảm biến.

Khả năng hoạt động dưới ánh sáng môi trường mạnh

Autonics hiện công bố BW Series hoạt động với ánh sáng môi trường tại Receiver lên đến 100.000 lx. Hãng cho biết đây là đặc tính đã được nâng cấp nhằm giảm lỗi do ánh sáng mặt trời trực tiếp hoặc ánh sáng mạnh.

Thông số này không có nghĩa có thể đặt Receiver hướng trực tiếp vào mọi nguồn sáng mà không cần quan tâm đến bố trí. Trong môi trường ngoài trời hoặc gần đèn công suất lớn, vẫn nên:

• Không hướng Receiver trực tiếp về mặt trời nếu có thể.
• Sử dụng tấm che ánh sáng.
• Giữ mặt acrylic sạch.
• Kiểm tra hoạt động ở các thời điểm ánh sáng khác nhau.
• Tạo độ dự phòng khi căn chỉnh Emitter và Receiver.

Chức năng chống giao thoa giữa nhiều cảm biến

BW Series hỗ trợ chức năng ngăn giao thoa bằng kết nối Master/Slave. Tính năng này cho phép nhiều bộ cảm biến được lắp gần nhau theo cấu hình được Autonics hướng dẫn mà giảm nguy cơ Receiver của một bộ nhận nhầm tín hiệu từ Emitter khác.

Tính năng đặc biệt hữu ích trong:

• Máy có nhiều cửa kiểm tra.
• Nhiều băng tải chạy song song.
• Máy phân loại có nhiều vùng cảm biến.
• Hệ thống có hai cảm biến vùng đặt gần nhau.

Không nên tự nối các chân Master/Slave theo suy đoán. Cần dùng đúng sơ đồ trong manual BW Series vì chức năng này sử dụng đường đồng bộ giữa các bộ cảm biến.

Chức năng tự chẩn đoán

Autonics công bố BW Series có chức năng self-diagnosis và kiểm tra hoạt động ổn định.

Chức năng này hỗ trợ người vận hành nhận biết tình trạng tín hiệu không ổn định do những yếu tố như:

• Hai thanh chưa được căn chính xác.
• Mặt cảm biến bị bụi hoặc vật bẩn che.
• Ánh sáng nhận được suy giảm.
• Điều kiện lắp đặt thay đổi.

Đây là tính năng chẩn đoán hoạt động của cảm biến, không phải một chức năng safety được chứng nhận để bảo vệ người.

Đèn LED trạng thái trên Emitter và Receiver

BW Series sử dụng các đèn LED sáng trên cả Emitter và Receiver để kỹ thuật viên có thể quan sát tình trạng hoạt động từ xa hơn và nhiều góc khác nhau.

Khi căn chỉnh, không nên chỉ tìm vị trí cảm biến vừa đủ chuyển trạng thái. Nên điều chỉnh sao cho tín hiệu ổn định nhất và sau đó siết chặt giá đỡ.

Cáp kết nối M12 của BW20-40

Trên mỗi thanh BW20-40 có đoạn cáp ngắn khoảng 300 mm, Ø5 mm, 4 dây và đầu nối M12.

Điều này có nghĩa khi lắp thực tế thường cần thêm cáp connector để kéo dây về tủ điện. Cáp của Emitter và Receiver được Autonics phân biệt riêng.

Ví dụ, với chiều dài 3 m:

Autonics xác nhận CID4-3T là cáp 3 m dành cho Emitter và CID4-3R là cáp 3 m dành cho Receiver. Connector cable được bán riêng.

Khi đặt hàng BW20-40 cần kiểm tra xem báo giá đã bao gồm cáp kéo dài hay chưa. Chỉ có Emitter và Receiver mà thiếu cáp M12 phù hợp có thể khiến hệ thống chưa thể đấu hoàn chỉnh về tủ PLC.

Phụ kiện đi kèm BW20-40

Trang đúng model của Autonics liệt kê các phụ kiện:

• Giá đỡ A: 4 chiếc.
• Giá đỡ B: 4 chiếc.
• Bu-lông cố định: 8 chiếc.

Các giá đỡ hỗ trợ cố định cả Emitter và Receiver trên khung máy.

Trước khi gia công khung lắp, nên lấy bản vẽ CAD của đúng model BW20-40 trên trang Autonics thay vì suy ra kích thước lỗ từ BW20-32 hoặc BW20-48.

Kích thước BW20-40

Hai kích thước quan trọng nhất được Autonics công bố cho BW20-40 là:

• Chiều cao vùng phát hiện: 780 mm.
• Tổng chiều dài thân: 800 mm.

BW20-40 sử dụng 40 trục quang với pitch 20 mm. Vì vậy vùng phát hiện 780 mm là hợp lý theo số khoảng giữa các trục.

Khi lắp hai thanh đối diện, cần tính thêm không gian:

• Giá đỡ trên và dưới.
• Khoảng điều chỉnh căn trục.
• Đầu cáp 300 mm.
• Bán kính uốn của cáp M12.
• Khoảng trống để tháo đầu nối bảo trì.

Trọng lượng BW20-40 – lưu ý dữ liệu trên trang hãng

Ở hàng “Weight” trên trang BW20-40, Autonics hiện hiển thị giá trị tham chiếu của BW20-48, không phải trọng lượng riêng của BW20-40.

Vì vậy không nên lấy con số khoảng 2,1 kg hoặc 1,4 kg trên hàng đó rồi ghi trực tiếp là trọng lượng BW20-40. Nếu cần trọng lượng chính xác để tính tải cho cơ cấu hoặc vận chuyển, nên yêu cầu Autonics xác nhận hoặc kiểm tra bản datasheet/CAD mới nhất của đúng model.

So sánh BW20-32, BW20-40 và BW20-48

BW20-32 có vùng phát hiện 620 mm, BW20-40 là 780 mm và BW20-48 là 940 mm. Cả ba đều sử dụng bước trục 20 mm, khoảng cách phát hiện 0,1–7 m và ngõ ra NPN.

So sánh BW20-40 và BW20-40P

Hai model gần như giống nhau về phần quang học và cơ khí. Điểm lựa chọn chính là NPN hay PNP.

Ứng dụng thực tế của Autonics BW20-40

Phát hiện sản phẩm trên băng tải rộng

Emitter và Receiver được lắp hai bên băng tải. Sản phẩm không cần đi qua một điểm cố định như khi dùng cảm biến quang đơn; chỉ cần đi qua một phần của vùng 780 mm và che đủ trục quang để hệ thống nhận biết.

Phát hiện kiện hàng có chiều cao thay đổi

BW20-40 phù hợp với hệ thống vận chuyển thùng carton, khay hoặc kiện hàng có vị trí không cố định theo phương đứng.

Kiểm tra sản phẩm bị nghiêng hoặc lệch

Trong một số máy, sản phẩm không phải lúc nào cũng đi qua cùng một cao độ. Cảm biến vùng giúp mở rộng khu vực phát hiện và giảm khả năng bỏ sót do sai lệch vị trí.

Phát hiện vật rơi

Có thể lắp hai thanh ở hai bên máng rơi để kiểm tra vật thể không trong suốt đi qua vùng 780 mm.

Kiểm tra pallet và kiện lớn

Khoảng cách tối đa 7 m giúp BW20-40 phù hợp với các hệ thống logistics, pallet hoặc băng tải có chiều rộng lớn.

Kiểm tra sản phẩm trong máy đóng gói

Cảm biến có thể xác nhận sản phẩm đã đi vào vùng đóng gói trước khi PLC thực hiện các bước như đẩy, đóng gói hoặc chuyển sang công đoạn tiếp theo.

Phát hiện nhiều kích thước sản phẩm trên cùng dây chuyền

Với vùng phát hiện lớn, hệ thống có thể xử lý nhiều loại sản phẩm khác nhau mà không cần di chuyển một cảm biến quang đơn cho từng chiều cao.

BW20-40 có đo được chiều cao sản phẩm không?

BW20-40 là cảm biến vùng đa năng phát hiện có/không, không nên mặc định nó là cảm biến đo profile hoặc mapping cung cấp dữ liệu trạng thái riêng của từng trục cho PLC.

Nếu ứng dụng cần biết chính xác:

• Trục nào đang bị che.
• Số lượng tia bị che.
• Chiều cao chính xác của sản phẩm.
• Biên dạng sản phẩm.
• Vị trí mép trên và mép dưới.

thì cần kiểm tra các dòng mapping sensor hoặc cross-beam chuyên dụng của Autonics thay vì giả định BW Series có khả năng xuất dữ liệu từng tia.

BW20-40 có phải rèm quang an toàn không?

Không nên sử dụng BW20-40 thay cho rèm quang an toàn bảo vệ người.

Autonics phân loại BW Series là General Purpose Area Sensors – cảm biến vùng đa năng, tức thiết bị phục vụ phát hiện trong hệ thống tự động hóa thông thường.

Không dùng BW20-40 làm thiết bị duy nhất để:

• Bảo vệ người trước máy dập.
• Ngăn robot hoạt động khi có người đi vào.
• Bảo vệ vùng máy ép.
• Thay rèm quang safety.
• Thay safety relay hoặc safety PLC.
• Thực hiện chức năng Emergency Stop.

Những vị trí có nguy cơ gây thương tích cần sử dụng thiết bị an toàn được chứng nhận phù hợp với đánh giá rủi ro của máy.

Lưu ý khi lắp đặt BW20-40

Căn chỉnh đúng Emitter và Receiver

Hai thanh phải đối diện chính xác nhau. Đặc biệt ở khoảng cách vài mét, một sai lệch nhỏ ở giá đỡ có thể làm nhiều trục quang không thẳng hàng.

Không lắp quá gần

Khoảng cách phát hiện được Autonics công bố bắt đầu từ 0,1 m. Không nên lắp Emitter và Receiver gần hơn giới hạn này.

Giữ mặt acrylic sạch

Bụi, dầu hoặc nước bám lên mặt trước có thể làm suy giảm cường độ ánh sáng. Cần vệ sinh định kỳ bằng phương pháp phù hợp với acrylic.

Tránh rung động giá đỡ

Khung lắp phải đủ cứng để giữ hai thanh song song trong toàn bộ chu kỳ máy.

Đi dây tránh nguồn nhiễu

Cáp tín hiệu nên được bố trí cách xa dây đầu ra biến tần, động cơ, contactor và các đường công suất lớn.

Dùng Master/Slave khi lắp nhiều bộ gần nhau

BW Series hỗ trợ ngăn giao thoa bằng kết nối Master/Slave. Nên sử dụng đúng chức năng này thay vì chỉ tăng khoảng cách một cách ước lượng.

Kiểm tra cáp khi đặt hàng

BW20-40 sử dụng đầu nối M12 và cáp connector được bán riêng. Cần xác nhận đủ cáp cho cả Emitter và Receiver.

Khi nào nên chọn BW20-40?

• Cần phát hiện vật thể trên vùng cao khoảng 780 mm.
• Sản phẩm là vật không trong suốt.
• Vật thể có kích thước từ khoảng Ø30 mm trở lên.
• Cần khoảng cách Emitter–Receiver từ 0,1 đến 7 m.
• Cần bước trục nhỏ 20 mm.
• Hệ thống dùng nguồn 12–24 VDC.
• PLC phù hợp với ngõ ra NPN.
• Thời gian đáp ứng 10 ms đáp ứng tốc độ máy.
• Cần IP65.
• Cần khả năng chống giao thoa khi lắp nhiều bộ.

Khi nào không nên chọn BW20-40?

• Cần thiết bị an toàn bảo vệ người.
• Cần đo chính xác chiều cao hoặc profile sản phẩm.
• Cần biết trạng thái riêng từng trục quang.
• Vật cần phát hiện nhỏ hơn khả năng Ø30 mm.
• Cần phát hiện ổn định vật trong suốt.
• Cần vùng phát hiện lớn hơn 780 mm.
• Cần khoảng cách lớn hơn 7 m.
• PLC chỉ hỗ trợ cấu hình PNP và không thể thay đổi đấu dây.

Câu hỏi thường gặp về BW20-40

BW20-40 có bao nhiêu tia?

BW20-40 có 40 trục quang.

Khoảng cách giữa các tia là bao nhiêu?

Khoảng cách trục quang là 20 mm.

Vùng phát hiện cao bao nhiêu?

Chiều cao vùng phát hiện là 780 mm. Tổng chiều dài thân là 800 mm.

Tại sao 40 tia nhưng vùng phát hiện chỉ 780 mm?

40 trục tạo ra 39 khoảng giữa các trục. 39 × 20 mm = 780 mm.

Khoảng cách phát hiện của BW20-40 là bao nhiêu?

Từ 0,1 đến 7 m.

BW20-40 là NPN hay PNP?

BW20-40 là NPN open collector. Phiên bản PNP tương ứng là BW20-40P.

BW20-40 dùng nguồn bao nhiêu?

12–24 VDC ±10%, ripple tối đa 10% P-P.

Vật nhỏ nhất phát hiện được là bao nhiêu?

Autonics công bố vật không trong suốt tối thiểu khoảng Ø30 mm.

BW20-40 có phát hiện chai trong suốt không?

Hãng công bố đối tượng phát hiện là vật liệu không trong suốt, vì vậy không nên chọn model này cho ứng dụng cần phát hiện ổn định chai hoặc kính trong suốt.

BW20-40 có chống nước không?

Model đạt cấp bảo vệ IP65 theo IEC.

Cảm biến có chịu được ánh sáng mặt trời không?

Autonics hiện công bố khả năng chịu ánh sáng môi trường tại Receiver tối đa 100.000 lx.

BW20-40 có cáp 3 m đi kèm không?

Không nên mặc định có. Trên cảm biến là đoạn cáp 300 mm với đầu M12; cáp connector như CID4-3T và CID4-3R được Autonics liệt kê là phụ kiện bán riêng.

CID4-3T và CID4-3R khác nhau thế nào?

CID4-3T là cáp 3 m dành cho Emitter; CID4-3R là cáp 3 m dành cho Receiver. Cả hai sử dụng đầu M12 female và cấu hình 4 dây.

BW20-40 có phải safety light curtain không?

Không. Autonics phân loại BW là cảm biến vùng đa năng, không phải dòng rèm quang an toàn.

Tài liệu cần kiểm tra trước khi sử dụng

• Trang thông số đúng model BW20-40.
• Trang tổng quan BW Series.
• Instruction Manual BW Series.
• CAD đúng model BW20-40.
• Sơ đồ đấu dây NPN.
• Sơ đồ kết nối Emitter và Receiver.
• Sơ đồ Master/Slave khi lắp nhiều bộ.
• Thông số cáp CID4-□T và CID4-□R.
• Manual module input PLC.

Đặc biệt, không nên lấy giá trị trọng lượng đang hiển thị trên trang BW20-40 để ghi thành trọng lượng riêng của model này vì hàng dữ liệu đó được Autonics ghi tham chiếu theo BW20-48.

Thông tin đặt hàng Autonics BW20-40

• Mã sản phẩm: BW20-40.
• Hãng: Autonics.
• Dòng: BW Series.
• Loại: cảm biến vùng thu–phát trực tiếp.
• Số trục quang: 40.
• Pitch: 20 mm.
• Chiều cao phát hiện: 780 mm.
• Tổng chiều dài: 800 mm.
• Khoảng cách phát hiện: 0,1–7 m.
• Nguồn sáng: LED hồng ngoại 850 nm.
• Vật thể tối thiểu: vật không trong suốt Ø30 mm.
• Nguồn cấp: 12–24 VDC ±10%.
• Ngõ ra: NPN mạch thu hở.
• Chế độ: Light ON.
• Thời gian đáp ứng: tối đa 10 ms.
• Ánh sáng môi trường: tối đa 100.000 lx tại Receiver.
• Cấp bảo vệ: IP65.
• Đầu nối: M12.
• Cáp trên cảm biến: 300 mm, Ø5 mm, 4 dây.
• Model PNP tương ứng: BW20-40P.
• Cáp 3 m Emitter: CID4-3T.
• Cáp 3 m Receiver: CID4-3R.

Kích thước BW20-40

Sơ đồ đấu nối BW20-40

Liên hệ

Công ty Hải Phòng Tech chuyên cung cấp các sản phẩm AUTONICS. Quý khách vui lòng liên hệ Hải Phòng Tech để nhận được báo giá ưu đãi nhất.