wersja mobilna
Online: 450 Czwartek, 2016.12.08

Raporty

Czujniki zbliżeniowe i optyczne

środa, 12 sierpnia 2015 10:55

Branża produkcji i dystrybucji czujników, choć jej historia sięga wielu dekad wstecz, z pewnością nie należy do rynków schyłkowych. Ciągłe zapotrzebowanie ze strony przemysłu produkcyjnego, sektora maszynowego oraz transportu sprawia, że popyt na tytułowe elementy jest niezmiennie wysoki. Jednocześnie w samym obszarze techniki czujnikowej - szczególnie w przypadku urządzeń fotoelektrycznych, regularnie pojawiają się nowości, a produkty podlegają ciągłej miniaturyzacji. Suma tych czynników powoduje również, że na omawianym rynku panuje duża konkurencja wśród producentów oraz firm dystrybucyjnych.

Spis treści » Czujniki optyczne coraz popularniejsze
» Czujniki zbliżeniowe to różne technologie
» Czego poszukują klienci?
» Rynek - strona popytowa
» Jest z czego wybierać
» Czy to dobry biznes?
» Pokaż wszystko

Bez czujników, które są kluczowymi elementami wejściowymi, prawdopodobnie nie byłaby możliwa automatyzacja produkcji i kontrola różnorodnych maszyn oraz urządzeń. Podzespoły te występują w dużej różnorodności i pozwalają na wykrywanie obiektów, określanie ich cech, zliczanie, kontrolowanie położenia elementów ruchomych, zamknięcia i otwarcia osłon, pracy podnośników, pomiary poziomu i wiele innych.

Zależnie od zastosowania można dobierać różne wersje elementów - różniące się parametrami, wielkościami i samą zasadą działania. Raport rozpoczynamy od omówienia produktów, które w ostatnich latach doświadczają prawdopodobnie największego rozwoju - czujników fotoelektrycznych.

CZUJNIKI OPTYCZNE CORAZ POPULARNIEJSZE

Elementy fotoelektryczne, popularnie nazywane optycznymi, należą do droższych, ale i bardzo uniwersalnych rodzajów czujników. Mogą one służyć zarówno do detekcji na krótkich dystansach - tak jak czujniki zbliżeniowe, jak też na odległościach wynoszących kilka-, kilkadziesiąt metrów. W ostatnim z przypadków używane są m.in. do kontroli zamknięcia drzwi w pojazdach, windach czy przykładowo do monitoringu w systemach bezpieczeństwa.

W przemyśle czujniki optyczne stosowane są najczęściej do detekcji obiektów na niewielkich odległościach. Takimi obiektami mogą być produkowane towary, opakowania, różne elementy maszyn, itd. Czujniki służą też do zliczania, określania pozycji przedmiotów oraz cech fizycznych - w szczególności wymiarów. Pozwalają one na określanie obecności oraz poziomu materiałów sypkich i cieczy.

W tego typu zastosowaniach korzysta się z czujników wykorzystujących światło widzialne lub podczerwone, przy czym występuje tu kilka podstawowych rodzajów elementów, jeżeli chodzi o zasadę działania. Takimi są czujniki odbiciowe (nadajnik i odbiornik znajdują się we wspólnej obudowie), refleksyjne (stosuje się dodatkowy element odbijający światło), bariera (osobne elementy nadawcze i odbiorcze) oraz, jako pewna wersja tych ostatnich, szczelinowe.

Czujniki zbliżeniowe i fotoelektryczne - oferta dostawców

Kierunki rozwoju omawianej branży podążają kilkoma ścieżkami. Rozwój następuje przede wszystkim w zakresie zwiększania możliwości detekcji "trudnych" powierzchni i materiałów, a także pracy w niesprzyjających warunkach oświetleniowych. Do tych pierwszych zalicza się materiały połyskliwe (silnie odbijające światło) oraz przezroczyste (szkło, tworzywa sztuczne).

Z kolei w drugim przypadku chodzi o zagwarantowanie poprawności i powtarzalności pomiarów w przypadku zmiennego oświetlenia tła i samego obiektu, a także odporności na zakłócenia - np. folię stretch na opakowaniach w przypadku czujników refleksyjnych. Innowacje obejmują tutaj zarówno zmiany w samym układzie optycznym, w systemie przetwarzania sygnałów, jak też w wykorzystywanych algorytmach.

Do zmian zaliczyć też można rozwój oferty czujników refleksyjnych niewymagających stosowania lusterka oraz zwiększanie się popularności czujników laserowych. Służą one m.in. do precyzyjnych pomiarów odległości i kilka takich produktów przedstawionych zostało w prezentacjach firmowych w bieżącym numerze.

Na rynku coraz popularniejsze stają się czujniki inteligentne. Wyposażone są one w układy mikroprocesorowe, co zapewnia dostępność zaawansowanych funkcji - np. uczenia się, oraz ułatwia uruchamianie systemów. Szczególnie często pojawiało się tutaj hasło IO-link, czyli nazwa popularnego interfejsu komunikacyjnego, w który wyposażane są omawiane czujniki. Producenci rozbudowują również ofertę wersji bezprzewodowych - np. mogących komunikować się radiowo, tradycyjnie ma też miejsce dalsza miniaturyzacja elementów.

Warto dodać, że w omawianej grupie znajdują się też skanery bezpieczeństwa, bariery świetlne, czujniki służące do rozpoznawania kolorów, elementy wizyjne oraz światłowodowe - nie omawiamy ich w bieżącym raporcie, natomiast większość z nich już kilkakrotnie przedstawianych było w innych raportach rynkowych oraz artykułach w magazynie APA.

CZUJNIKI ZBLIŻENIOWE TO RÓŻNE TECHNOLOGIE

Rys. 1. Czynniki decydujące o wyborze omawianych produktów przez polskich klientów

W grupie elementów zbliżeniowych kluczową rolę odgrywają wersje indukcyjne, a więc czujniki służące do wykrywania elementów metalowych, cechujące się typowo kilkumilimetrowymi strefami roboczymi. Są one wytwarzane w obudowach cylindrycznych, rzadziej prostopadłościennych, hermetyzowane i odporne środowiskowo.

Na rynku występują w dużej różnorodności - zarówno pod względem podstawowych parametrów (strefa robocza, obudowy, interfejsy wyjściowe), jak też wykonań specjalnych - np. do zastosowań w transporcie czy środowiskach wysokotemperaturowych. Obszarem ich najczęstszego wykorzystania są maszyny i systemy automatyzacji (wykrywanie obiektów, praca jako elementy krańcowe, itd.).

Rozwój technologiczny indukcyjnych czujników zbliżeniowych od lat podąża podobnymi torami. Wysiłki producentów nakierowane są m.in. na zwiększanie ich stref roboczych, odporności środowiskowej, precyzji punktu przełączania i możliwości pracy w niesprzyjających warunkach środowiskowych.

Czujniki w wykonaniach specjalnych mogą pracować w rozszerzonym zakresie temperatur i ciśnień, przy zewnętrznych narażeniach elektromagnetycznych, do tego oferowane są w obudowach wzmocnionych mechanicznie. Hasło dotyczące "rozwoju technologii czujników w kierunku większej niezawodności" pojawiło się w odpowiedziach ankietowych wielokrotnie.

Czujniki fotoelektryczne - przykładowe produkty

Do pozostałych trendów zaliczyć można wzrost dokładności pomiarów (zwiększenie stopnia detekcji, kompensacji temperaturowej), dalszą miniaturyzację elementów oraz spadek cen w przypadku najpopularniejszych wersji. Rośnie też oferta czujników w wykonaniach higienicznych, których domeną są zastosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.

Omawiając czujniki zbliżeniowe, należy wymienić również wykonania w technologiach pojemnościowych, magnetycznych oraz ultradźwiękowych. Każda z tych grup produktów ma swój obszar zastosowań i cechy predestynujące je do wykorzystania w konkretnych aplikacjach.

Rys. 2. Główne krajowe branże będące odbiorcami omawianych czujników

Wersje pojemnościowe są dzisiaj może nieco mniej popularne, ale wciąż chętnie używane m.in. w przypadku konieczności wykrywania materiałów niemetalowych (tworzywa sztuczne, drewno, szkło, itd.), cieczy, a także materiałów sypkich.

Czujniki te stosowane są także do pomiarów poziomu i grubości. Z kolei czujniki magnetyczne są szczególnie popularne w przypadku aplikacji kontroli dostępu oraz w przypadku siłowników hydraulicznych i pneumatycznych. Umożliwiają one wykrywanie obiektów magnetycznych poprzez inne obiekty lub ściany (np. z aluminium).

Z kolei wersje ultradźwiękowe, znane przede wszystkim z samochodów, pozwalają na detekcję obiektów, dobrze sprawdzają się w wykrywaniu i określaniu poziomu cieczy na dystansach typowo kilku-, kilkudziesięciu centymetrów. Dodatkowo mogą być stosowane tam, gdzie ze względu na warunki pracy (np. zabrudzenia) nie mogą być użyte wersje optyczne.

CZEGO POSZUKUJĄ KLIENCI?

Rys. 3. Koniunktura na rynku czujników zbliżeniowych w Polsce - zestawiono wyniki z bieżącego i trzech poprzednich badań rynku

Czujniki optyczne i zbliżeniowe to produkty z jednej strony popularne i dostępne na rynku już od lat, z drugiej zaś grupa wyrobów, w której regularnie pojawiają się nowości i cały czas istnieje potrzeba tworzenia wersji specjalnych. Pierwsza z cech sprawia, że wymóg niskiej ceny od lat znajduje się na początkowych miejscach listy wymagań klientów.

Szczególnie konkurencyjny jest obszar czujników najbardziej typowych, takich jak indukcyjne czy pojemnościowe. Praktycznie na równi z kosztami zakupu stawiane są parametry tych produktów (rys. 1). Dotyczy to nie tylko zasięgu działania czy obszaru roboczego, ale często też specyficznych cech wymaganych w danej aplikacji - wysokiego stopnia ochrony, możliwości wykrywania nietypowych obiektów (np. wysoce połyskliwe) czy pracy w środowiskach korozyjnych.

Polscy odbiorcy czujników są klientami dosyć lojalnymi - około 20% odpowiedzi na pytanie o czynniki decydujące o wyborze omawianych produktów wskazuje właśnie na markę jako przyczynę wyboru danego wyrobu. Marka kojarzona jest z jednej strony z jakością, z drugiej zaś wybór danej firmy wynika często po prostu z przyzwyczajeń odbiorców - szczególnie gdy są nimi służby utrzymania ruchu. Klienci stawiają na produkty, z którymi mieli już pozytywne doświadczenia i wybierają dostawców, do których mają zaufanie. O wyborze konkretnej firmy może też decydować integrator systemów.

Warto również zwrócić uwagę na kategorię "możliwość wykonania wersji na zamówienie". W przypadku części zamówień jest to bardzo ważne i tak zresztą swoją ofertę reklamuje wielu producentów krajowych. Mając zaplecze produkcyjne i wieloletnie doświadczenie w branży, oferują oni możliwość wykonywania czujników, które nie są dostępne na szerokim rynku.

Przemysław Turski

TWT Automatyka

  • Jakiego typu podzespoły sprzedaje się klientom przemysłowym najczęściej?

Przeważającą częścią sprzedawanych podzespołów są te w wykonaniach typowych. Mają być szybko dostępne, jeżeli są poszukiwane zamienniki, najczęściej wymaga się ich jako 1:1 - wszelkie parametry i cechy techniczne muszą być dokładnie takie same. Bardzo ważnym, często decydującym kryterium jest cena.

Inni klienci są za to skłonni odsunąć kwestię kosztów na dalszy plan, domagając się szybkiej dostawy lub stałego zapasu w magazynie dostawcy. Jest także grupa odbiorców poszukujących zamienników urządzeń wysoko specjalizowanych i producentów gotowych podjąć się wykonania ich zamienników. Nie do pominięcia jest wreszcie grupa klientów szukających bardzo niszowych urządzeń, z którymi współpraca bywa długotrwała, ale wymaga też dużej elastyczności i otwartości na zmieniające się wymagania.

  • Czy czujniki sprzedają się jako oddzielny wyroby, czy jako dodatek przy kompletowaniu większych zamówień?

Zależnie od potrzeb klientów i ich podejścia do kwestii zaopatrzenia czujniki są oddzielnym elementem, jednak część odbiorców poszukuje ich w "pakietach" z innymi elementami. Szczęśliwie ta druga forma powoli staje się coraz rzadziej spotykana. Często dział zaopatrzenia nie jest za dokładnie zorientowany w kwestiach technicznych i zdarzają się wtedy bardzo karkołomne próby zbierania rozmaitych zapotrzebowań. W efekcie okazuje się, że klient oczekuje oferty kompleksową na towary z różnych grup, nie zgadzając się na oferty częściowe. Dalszy ciąg takich sytuacji można już sobie dopowiedzieć.

Ponadto dostawcy w ofercie powinni mieć szeroką gamę wyrobów - wersje standardowe, ale także coraz częściej wykonania specjalne. Niestety nie każdy producent czy dystrybutor jest w stanie podjąć się dostosowania zwykłych wyrobów do nietypowych wymagań odbiorcy.

  • Kto jest odbiorcą omawianych produktów i jaka jest konkurencja po stronie dostawców?

Wśród odbiorców są duże zakłady globalnych koncernów, a także małe firmy lokalne mające zapotrzebowanie na pojedyncze urządzenia, które nierzadko trzeba dobierać według śladowych informacji. Nie ma także jedynej wzorcowej aplikacji. Mając kilkudziesięcioletnie doświadczenie w branży, wciąż bywamy zaskakiwani rozwiązaniami, gdzie czujniki znajdują swoje zastosowanie.

Konkurencja po stronie dostawców jest duża. Najwięksi producenci z branży skupiają się jednak na kompleksowych dostawach dla większych zakładów do nowych linii lub na całościowych modernizacjach i tutaj głównym kryterium bywa cena. Z kolei mali klienci często szukają dostawcy, który zapewni im odpowiedzi na największą liczbę pytań związanych z zagadnieniami technicznymi oraz dobierze dokładny odpowiednik często wymagający dopasowania do wymagań. Nie do pominięcia jest kwestia przekazywania różnych typów czujników do testów w realnych warunkach pracy.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Tanie czujniki obrazu do odczytu kodów 1D/2D i identyfikacji produktów

2016-12-08   |
Tanie czujniki obrazu do odczytu kodów 1D/2D i identyfikacji produktów

Teledyne DALSA, oddział Teledyne Technologies prezentuje nową serię czujników obrazu BOA Spot ID wyróżniających się niską ceną i łatwą integracją w systemie. Są to czujniki zaprojektowane do zastosowań na taśmach produkcyjnych, gdzie umożliwiają odczyt kodów 1D/2D oraz oferują funkcje OCR do identyfikacji i weryfikacji produktów dla potrzeb działów kontroli jakości i logistycznych.
czytaj więcej

Nowa platforma do frezowania stopów aluminium dla motoryzacji

2016-12-08   |
Nowa platforma do frezowania stopów aluminium dla motoryzacji

Aluminium to jeden z najłatwiejszych do obróbki materiałów, ale tylko jeśli chodzi o wszechobecne aluminium 6061-T6. Stopy wykorzystywane w motoryzacji, np. gatunki 319 i 390 mogą być łatwo odlewane formując złożone kształty potrzebne przy produkcji bloków silników, tłoków, głowic i kół pasowych, ale ze względu na 20...30-krotnie większą zawartość krzemu niż w przypadku gatunku 6061, działają jak piasek ścierny.
czytaj więcej

Nowy numer APA