Die 3D-Snapshot-Sensoren der SurfaceControl-Serie werden vor allem zur Defekterkennung, Qualitätskontrolle montierter Bauteile und Vermessung geometrischer Merkmale eingesetzt. Dabei erfassen sie Kratzer, Erhebungen oder Dellen ebenso wie Winkel, Abstände und Volumina. Die Sensortechnologie nutzt den Anteil an diffus reflektiertem Licht und eignet sich für nahezu alle matten Oberflächen. Die Sensoren lassen sich inline in Stop&Go-Prozessen, Atline an klassischen Prüfplätzen für Stichproben oder robotergeführt einsetzen, z.B. bei Schweißpunktinspektionen an der Rohkarosserie im Automobilbau. Auch die Einbindung in Laboraufbauten ist problemlos möglich.
Das Messprinzip der Sensorserie beruht auf der optischen Triangulation. Ein Matrixprojektor im Sensor projiziert mithilfe von LED-Licht eine Streifenlicht-Musterfolge auf die Oberfläche des Messobjekts. Zwei Kameras im Sensor erfassen das reflektierte Licht. Anschließend wertet die integrierte Signalverarbeitung die Daten auf Basis trigonometrischer Berechnungen aus. So ermittelt der Sensor den Abstand zu jedem Punkt auf der Oberfläche des Messobjekts. Die Sensoren arbeiten mit Aufnahmezeiten ab 0,2s und erfassen mehr als zehn Millionen Punkte pro Messung, wobei jeder Punkt eine x-, y- und z-Koordinate besitzt. Zusammen bilden die Messpunkte eine 3D-Punktewolke, die Messdaten für die anschließende Analyse und softwarebasierte Auswertung bereitstellt.
Sensor verarbeitet Daten direkt im Gerät
Der neue SurfaceControl 3D 3560 ist eine flexible All-in-One-Komplettlösung, die Messung, Auswertung und Datentransfer in einem einzigen Gerät vereint. Die integrierte Signalauswertung reduziert die Systemkomplexität, die Integrationszeit sowie den Verkabelungsaufwand und damit die Gesamtkosten der Applikation. Gleichzeitig steigt die Sicherheit der Daten, da diese bei einer direkten Verarbeitung im Sensor weder an externe Geräte noch in eine Cloud übertragen werden müssen. Der integrierte Controller ermöglicht eine schnellere Verarbeitung der Messdaten. Dadurch verkürzt sich die gesamte Messdauer gegenüber den Vorgängermodellen um ein Vielfaches.
Mit nur einer einzigen Aufnahme erfasst der Sensor in kurzer Zeit vollständige 3D-Daten. Die Messung lässt sich per Knopfdruck oder automatisch über externe Trigger auslösen. Aufgrund der hohen Z-Wiederholpräzision von bis zu 0,25m sowie der hohen lateralen Auflösung von bis zu 8m erkennen die Sensoren kleinste Details in XY- und Z-Richtung. Dadurch entsteht eine besonders dichte 3D-Punktewolke, in der selbst feine Oberflächenstrukturen sichtbar werden und das Messobjekt realitätsnah abgebildet werden kann. Der 3D-Sensor ist in vier Messfeldern von 30×18,5mm bis 240x150mm erhältlich und für den industriellen Temperaturbereich von 0 bis +45°C ausgelegt. Mit dem optionalen Kühlgehäuse hält er im Messbetrieb sogar Temperaturen von bis zu +50°C stand. Der Sensor weist eine hohe Fremdlichtresistenz von bis zu 10.000 Lux auf und besitzt die Schutzart IP67.
Drei Wege für eine flexible Systemintegration
Aufgrund der integrierten Auswerteeinheit erfolgt die Bewertung des Messobjekts hinsichtlich Form, Geometrie, Oberfläche oder Qualität direkt im Sensor. Somit müssen lediglich die Messwerte oder bewerteten Ergebnisse an die Steuerung oder das übergeordnete System übertragen werden. Dadurch reduziert sich das zu übertragende Datenvolumen deutlich. Dies ermöglicht zuverlässige Prüfungen in schnellen oder taktgebundenen Prozessen, ohne deren Ablauf zu verlangsamen. Für die direkte Ausgabe von Messwerten an SPS- und Automatisierungssysteme stehen direkt integrierte Schnittstellen wie Profinet, Ethercat, EtherNet/IP, Modbus TCP oder UDP zur Verfügung. Für die Integration in kompatible Bildverarbeitungssysteme geben die Sensoren die 3D-Daten über die standardisierten Schnittstellen GenICam und GigE Vision aus. Alternativ können Entwickler und OEMs über das SDK auf die Messdaten zugreifen und diese in eigene Applikationen auf Basis von C/C++ oder C#/.NET einbinden.
Einfaches Parametrieren, Messen und Auswerten
Für eine besonders einfache Sensorintegration stellt Micro-Epsilon die Software 3DInspect zur Verfügung. Über die Bedienoberfläche lassen sich Sensoren schnell parametrieren und 3D-Messprogramme ohne großen Aufwand erstellen. Anwender können beispielsweise bestehende Parametersätze laden, die Sensorparameter gezielt an die jeweilige Messaufgabe anpassen oder den relevanten Messbereich definieren. Für das Auswerten der Daten stehen mehr als 80 Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sich individuelle Messprogramme erstellen und die gewünschten Messwerte berechnen lassen.
