Laser místo brýlí

červen 2003 – 1. vydání
Z á k a z n i c k ý
Předmluva k vydání
m a g a z í n
NOVINKY VĚDY A TECHNIKY
Milé čtenářky,
tímto vydáním zahajuje firma ifm
electronic pod názvem optoTimes
takzvané „optoobdobí“. Vydání tohoto časopisu nepředstavují pouze
pravidelné zákaznické noviny, které
Vás informují o naší optosenzorice,
ale jsou také místem pro publikace
na téma základního výzkumu v optice a jeho vlivu na průmyslová využití. Vyváženou „směsí“ vytvořenou
z inovačních reportáží a příspěvků,
týkajících se nejnovějších trendů,
Vám chceme zprostředkovat zajímavé podněty a tím také chceme
malým přínosem přispět k úsilí, kterým ifm a automatizační technika
otevře úplně nové technické perspektivy v následujících 10 letech.
Tímto započalo optoobdobí pod
názvem optoTimes.
Přejeme Vám hodně zábavy při čtení
Thomas May
Člen vedení společnosti
KNOW HOW
Laser
místo
brýlí
Pulsy femtosekundového laseru jsou
ultrakrátké a velmi přesné na světě
dosud neexistuje srovnatelná technologie (femto= 10–15). Tento laser
je schopen opracovávat každý materiál, ať je tvrdý nebo měkký, neprůhledný nebo transparentní, ať se
jedná o oční čočku nebo zubní kaz.
Ultrakrátké světelné záblesky femtosekundového laseru mají délku několika
miliardtin jedné miliontiny sekundy. Pro
porovnání: světlo oběhne zeměkouli
7,5krát za jednu sekundu. Za jednu
femtosekundu urazí světlo vzdálenost
odpovídající zlomku tloušťky lidského
vlasu. Jedna minuta obsahuje takové
množství femtosekund, jaké odpovídá
minutovému stáří vesmíru. Zvláštní na
Nastavte Vaši optiku do správné polohy
Přesná montáž a nasměrování je
často u optoelektronických senzorů
zapeklitou záležitostí. Aby bylo
možno ušetřit náklady na montáž a
rovněž čas, má ifm electronic k dispozici rozsáhlou nabídku systémových komponent. Základním prvkem
je univerzální upínací válec, který
umožňuje adaptaci na části strojů.
Uživatel si může vybrat ze tří upevňovacích možností:
• válcovým šroubem přímo na plochu,
• na válcový profil, který je k dispozici,
nebo
• v kombinaci se systémovou komponentou, kterou tvoří hranol („Cube“),
na hliníkový profil.
Podstata spočívá v tom, že upínací válec
umožňuje jednoduché nasměrování senzorů ve dvou osách, přičemž fixace je
provedena pouze jediným šroubem. Jednodušeji to skutečně nejde!
Více informací k tomuto tématu získáte
na: www.ifm-electronic.com/optos
femtosekundovém laseru nejsou pouze
extrémně krátké světelné záblesky.
Ultrakrátké laserové impulsy mají také
vysoké výkony a intenzitu. Jeden femtosekundový záblesk může uvolnit tolik
energie, kolik za stejnou dobu dodají
všechny elektrárny v Německu.
Dopadne-li na kterýkoli materiál tento
neuvěřitelný výkon obsažený v paprsku
femtosekundového laseru, rázem způsobí, že se tento materiál téměř bezezbytku vypaří. Tím se stávají lasery
s ultrakrátkými pulsy ideálním nástrojem
k opracovávání jakéhokoli materiálu
v oblastech nanometrických rozměrů.
Jak šetrná a přesná je tato technika,
dokazuje její použití v medicíně, např.
při korekci vad zraku.
Tak jak je možno laserový paprsek zaostřit do libovolného bodu v prostoru,
může se bod zaostření nacházet také
uvnitř transparentních materiálů jako
třeba u oční rohovky. To umožňuje provést řez uvnitř oka, aniž by muselo být
otevřeno. Samo bezprostřední okolí
řezu zůstává studené. Poškození tkáně
je absolutně vyloučeno.
Platí: odstranit přesně tolik rohovky,
kolik je zapotřebí k tomu, aby byla vada
zraku odstraněna. První studie týkající se
léčení ran proběhly mimořádně slibně.
V porovnání s použitím konvenčních
laserů byly rohovky za čtrnáct dní po
operaci čisté, bez tvorby jizev.
V budoucnosti se předpokládá naprosté
upuštění od otevírání rohovky. Pomocí
femtosekundového laseru bude přebyPokračování na straně 3
Quelle: NRC Systems GmbH
milí čtenáři,
Strana 2
VÝROBKY
Obdivuhodně přesná laserová technika
Laserová technika již dokázala
úžasné věci: energeticky bohaté
laserové paprsky, koncentrované
bodově přesně do rozměrů řádu
milimetrů. a trvající pouze několik
milisekund, vyvíjejí tak vysoký ohřev,
že každý materiál, který s nimi přijde
do styku, se okamžitě odpaří. Obdivuhodná přitom je také jejich přesnost: oblasti ležící přímo vedle laserového paprsku zůstávají chladné.
mohou být díky laserovému paprsku detekovány i ty nejmenší
objekty – někdy i o velikosti až
0,1 mm. Tímto způsobem je
možno vůči pozadí detekovat
dokonce i tloušťku papíru, např. listu
papíru formátu A4. Přesvědčte se o tom
následujícím způsobem: nasměrujete
optosenzor ifm vůči desce stolu
a nastavte jej na vzdálenost k této
desce. Jestliže pak položíte na desku
stolu v místě, kde dopadá světelný paprsek, list papíru, senzor sepne!
Laserová technologie je používána
firmou ifm electronic u optických
laserových senzorů, kde jsou používány laserové paprsky s podstatně
menší energií, které vynikají vysokou
hustotou energie a přesností. V důsledku toho mají laserové optické
senzory mimořádně velké dosahy,
přesné vyclonění pozadí a světelné
skvrny velmi malých rozměrů. Pro
představu poslouží tento příklad: ve
vzdálenosti 6 m je průměr světelné
skvrny pět milimetrů. V blízké oblasti
Více informací k tomuto tématu:
www.ifm-electronic.com/optos
APLIKACE
Flexibilita se vyplatí!
Nezávisle na tom, jak komplexní je vlastní aplikace, platí, že konstrukce, výroba nebo modifikace držáků pro světelné závory je časově a rovněž i z hlediska
pořizovacích nákladů náročná. Existují sice dodavatelské firmy nabízející řešení, ale tato řešení bývají často velmi drahá a ne vždy plně splňují požadavky
pro danou aplikaci. Proto ifm nabízí k senzorům také rozsáhlou paletu upevňovacích komponent. Náklady na montáž se tím sníží na minimum.
Zvláštní pozornost byla přitom věnována zredukování počtu různých typů.
Nakonec padlo rozhodnutí použít světelné závory provedení OG a OJ firmy
ifm electronic. Podnětem pro toto rozhodnutí byly nejen vynikající výkonové
vlastnosti, malé rozměry a robustní konstrukce, ale také rozsáhlý výběr montážních řešení.
Vůdčí firma KUKA Welding Systems
+Robot, nabízející řešení v oblasti automatizační techniky v Anglii, je typickým
zákazníkem problematiky týkající se
montáže. Příklad: cílem určitého řešení
bylo vypracování projektu osmi dopravníkových zařízení s optoelektronickými
senzory pro detekci obrobků. Po několika pokusech s různými typy senzorů byl
nakonec vypracován seznam přístrojů
přicházejících v úvahu.
Zatímco byl stanoven celkový objem
dopravníkových zařízení s příslušným
počtem držákových bodů, výběr senzorů a držáků byl jednoduchou záležitostí.
Během sestavování se osvědčila flexibilita montážních držáků, protože detekční
body obrobků a držákových bodů byly
podle potřeby přestavovány nebo doplňovány. Držáky ifm bylo možno jednoduše a rychle upevnit na hliníkové profily, které firma KUKA používá pro stavbu
dopravníkových zařízení. Tím bylo ověřeno, že upevňovací systém je možno
velmi jednoduše přizpůsobit požadavkům aplikace. Pokud by bylo použito
tradičních montážních držáků, byly by
takové změny časově i cenově náročné,
protože by bylo nutno provést zhotovení nových držáků a nových otvorů do
hliníkových profilů. Po dokončení instalace dopravníkového zařízení se také
prokázalo, že přesné nasměrování
reflexních a jednocestných světelných
závor je velmi jednoduché, neboť držáky
mohou být přestaveny do obou směrů
pomocí jediného šroubu. Tento způsob
také dovoluje provést změnu přímo
v místě a pouze s minimální náročností.
Více informací k tomuto tématu:
www.ifm-electronic.com/optos
Strana 3
Pokračování ze strany 1
pomůže zabránění nákladných následných ošetření. Výzkumní pracovníci se
zabývají také zhotovováním zubních
náhrad pomocí femtosekundového
laseru. S použitím „studeného“ řezacího nástroje mohou být zhotoveny výplně, korunky a můstky nebo jejich komponenty z vysoce pevných průmyslových
keramik.
Současné kovy a umělé hmoty mohou
být bez zvýšení nákladů nahrazeny vysoce hodnotnými keramikami, jejichž
barvy budou odpovídat barvám zubů.
Zubní výplně a korunky budou použitím
této technologie lepší a trvanlivější.
Spolkové ministerstvo pro vzdělání a výzkum podporuje ve velké míře vývoj
Quelle: Laser Zentrum Hannover e.V.
tečná tkáň rohovky bod po bodu odpařena. Plyn, který při tom vzniká, difunduje postupně skrz rohovku směrem
ven. Tloušťka rohovky se smrští tak, jak
bylo předem propočítáno, a vada vidění
se tím odstraní.
Tato skutečnost dává naději skoro 40
milionům obyvatel Spolkové republiky
Německo, kteří nyní musí nosit brýle.
Také zubní lékaři mohou používat nový
laser, protože současně používané vrtáky ohřívají zub a ohřátí může způsobit
trvalá poškození.
Femtosekundový laser může automaticky rozlišit kaz od zdravé části zubu:
otevírá se možnost dokonalé a včasné
terapie zubních kazů, která kromě toho
femtosekundové laserové technologie
brzké budoucnosti. Jednoho dne z toho
můžeme profitovat všichni.
Zdroj informací: základna tištěných spojů
na filmu / technologické centrum VDI Zdroj
informací: laserové centrum Hannover e.V.
NOVINKY VĚDY A TECHNIKY
pohled do hloubky vesmíru je současně
pohledem do minulosti kosmu, ukazuje
nám vzdálené hvězdné systémy tak, jak
vypadaly před 13 miliardami světelných
let, to znamená krátce po „velkém třesku“.
Více informací k tomuto tématu:
www.ifm-electronic.com/optos
SOUTĚŽNÍ HRA O VĚCNÉ CENY
Hubbleho vesmírný teleskop
se dívá skrz vesmírnou „čočku“
Skrz „čočku“, která svou velikostí
odpovídá dvěma milionům světelných let, umožnil Hubbleho vesmírný teleskop dosud nejostřejší pohled
do raného časového období našeho
kosmu.
Na snímku exponovaném 13 hodin bylo
astronomům umožněno identifikovat
dokonce i galaxie s polovičním jasem
vůči jasu nejslabších hvězdných systémů
v polích nazvaných „Hubble Deep
Fields“, která představují dosud rekordní
snímky vesmírného teleskopu. Galaxie,
jež jsou od nás vzdáleny až 13 miliard
světelných let, byly gravitací shluku
galaxií ležících v popředí zvětšeny a tím
zviditelněny. „Abel 1689“ je jedním
z největších a nejhmotnějších shluků
galaxií ve vesmíru. Zhuštění, vzdálené
2,2 miliardy světelných let, obsahuje tisíce galaxií. Gravitace, stejně jako její
neviditelná „černá materie“ (černá díra)
odchyluje světlo za daleko vzdálenými
objekt, ležícími za shlukem. V důsledku
gravitačního „čočkového“ efektu se
vzdálené galaxie jeví jako podélně protažené zkreslené oblouky, které jsou
zvětšeny a co do jasu zesíleny. Tuto
vlastnost nyní využili astronomové
k tomu, aby zviditelnili dosud nejvzdálenější galaxie. Pořízený snímek zobrazuje
síť stovek galaxií zkreslených „čočkovým“ účinkem shluku „Abel 1689“.
Astronomové doufají, že z podrobné
analýzy obrazu získají informace o rozložení „černé materie“ (černých děr) ve
shluku galaxií. Kromě toho výzkumní
pracovníci doufají, že získají nové pohledy do raného vývoje galaxií. Protože
„Bystrozrakost
zaručena“
Všichni čtenáři časopisu optoTimes
mají možnost vyhrát tři velmi hodnotné
kompaktní dalekohledy, pokud budou
vylosováni a navíc správně zodpoví následující otázku:
Rychlost světla je zhruba 3 000 000 km
za jednu sekundu. Otázka zní: Kolikrát oběhne světelný paprsek zemi
za jednu sekundu?
a) 3,1-krát
b) 7,5-krát
c) 9,1-krát
Odpověď zašlete faxem:
267 750 121 nebo e-mailem:
[email protected]
Heslo: „optoTimes“
Konec přijímání odpovědí je 10. 9. 2003.
Spolupracovníci podnikové skupiny ifm,
jakož i jejich příslušníci nejsou oprávněni
zúčastnit se této soutěžní hry!
Strana 4
SERVIS
Servis je k dispozici
trvale
Od samého počátku, kdy firma ifm
electronic uvedla na trh optoelektronické senzory a systémy, trvale
pracovala na jejich rozšíření a zlepšení. Dosahy senzorů byly stále větší
a jejich kryty naopak stále menší.
Paralelně k tomu byl rovněž vybudován servis. Pro objasnění je uveden
následující příklad: internet!
Mimo trvalé servisní informační služby –
poskytované po dobu 24 hodin denně,
celých 7 dnů v týdnu – má internet
spoustu dalších výhod a předností: před
výběrem vlastního výrobku se může uživatel na ifm-webových stránkách internetu informovat o aplikačních příkla-
dech a oblastech použití různých
„generací“ výrobků, jako jsou např. jednocestné světelné závory, reflexní světelné závory, světelné snímače, laserové
senzory nebo vláknové optiky. Výběr
odpovídajícího výrobku je prováděn
pomocí „selektoru“ jednoduše zvolením vlastností, jako jsou např.: provedení, dosah, napájecí napětí, spínání: na
světlo/tmu. Kliknutím myší získá uživatel
požadované podrobné informace, jako
jsou např. technická data, rozměrový
výkres (CAD-výkres) nebo křivka funkční
rezervy přístroje. Kromě toho si může
uživatel přímo vybrat vhodné montážní
příslušenství a potřebné propojovací
kabely. Navíc může navázat přímý kontakt se styčným partnerem pro technikké otázky – a to buď servisní „horkou“
linkou: 267 990 211 Tento osobní servis
je k dispozici od pondělí do pátku
v době od 7.00 do 17.00 hodin.
Více informací k tomuto tématu:
www.ifm-electronic.com/optos
INSTRUKTÁŽ
Nestlačuj tlačítko! (Don’t touch the pushbutton!)
Toto pravidlo platí především pro jednocestné a reflexní světelné závory, protože:
všechny optické senzory jsou dodávány s nastavením na největší citlivost. Tím je dosaženo největšího dosahu nebo snímací vzdálenosti, ale ovšem také největšího provozního zabezpečení při znečištění optiky.
Uživatel musí tyto přístroje nastavovat pouze ve výjimečných případech. V podstatě jen tehdy,
kdy např. mají být detekovány transparentní předměty. V těchto případech je možno k detekci
rozpoznání skla s výhodou použít senzor typu OJP, když bude naprogramován na „sklo“
a „reflektor“. Naproti tomu reflexní světelný snímač musí uživatel vždy nastavit na příslušný
objekt, jinak mohou být, v důsledku odrazů od částí zařízení nebo budov, způsobena chybová sepnutí. Více informací k tomuto
tématu: www.ifm-electronic.com/optos
VÝROBA
IMPRESSUM
Nejmodernější výroba ifm-senzorů
Co by byla optoelektronika bez technologie
tištěných spojů na pružném filmu? Míněna je tím automatizovaná výroba pružných „desek“ s tištěnými spoji, takzvaně
z role na roli, na níž je film navinut. Již
v roce 1993 byl vyroben první pružný film
s vodivými tištěnými spoji s prokontaktováním, což znamená, že mezi stranou
osazenou součástkami a stranou spojů
pružného filmu je provedeno galvanické
propojení. To se provádí tzv. plazma-procesem. Po ukončeném osazení, pájení
a testování je okraj elektronického zapojení se součástkami odřezán laserovým
paprskem a tím je vlastní elektronické
zapojení odděleno z navinuté role.
Elektroniku na pružném filmu je možno
libovolně skládat, aniž by tím vodivé
spoje nebo dokonce prokontaktování
utrpělo. Poprvé bylo tímto způsobem
v tak malém prostoru umístěno takové
velké množství elektronických prvků;
takže díky této technologii mohla vzniknout tak malá provedení senzorů, jako
mají např. senzory řady OJ s konektory
M12. Inteligentní senzory s mikroproce-
sory, pameťmi, EEPROM-pameťmi, laserovými diodami a periferiemi, se zdroji
napájení a s výkonovými koncovými stupni s ochranou proti zkratu – vše je uloženo v miniaturním pouzdru o rozměrech
36 x 27 x 11 mm – díky technice tištěných spojů na pružném filmu. Nejnovější
vývoj se také zabývá umístěním čipových
destiček na pružný film s tištěnými spoji.
To umožňuje zavedení nejmenších polovodičových, elektronických čipů do
elektronických obvodů. Využitím této
nejmodernější technologie bylo dosaženo solidní základny pro další inovace
v oblasti optoelektroniky.
Více informací k tomuto tématu:
www.ifm-electronic.com/optos
Zastihnete nás:
pondělí až pátek od 7.00 do 17.00 hodin
ifm electronic, spol. s r. o.
U Křížku 571, 252 43 Průhonice
Tel.: + 420 267 990 211-19
Fax: + 420 267 750 180
e-mail: [email protected]
http://www.ifm-electronic.cz
Zodpovědný za obsah podle § 6MDStV:
Dr. Thomas May
Přes veškerou pečlivost, danou prověřením
redakce vydavatele, nemůže být převzata
záruka za správnost zveřejnění.
Při nabytí, zřizování a při uvádění
elektronických přístrojů do provozu je
nutno brát v úvahu platné zákonné
předpisy a usnesení.
Žádná část této publikace nesmí být bez
výslovného písemného povolení vydavatele
v jakékoliv formě reprodukována nebo
pomocí elektronických systémů
zpracovávána, rozmnožována nebo
rozšiřována. Ze zveřejnění tohoto
dokumentu nemůže být vyloučena
možnost, že popisovaná řešení nebo
použitá označení nejsou chráněna
živnostenskými právy.