Wichtige Erkenntnisse
Laserverdrängungssensoren bieten Geschwindigkeit und Vielseitigkeit und optimieren 3D-Prüfungen für Branchen, die von Lebensmittelverpackungen bis hin zur Fahrzeugmontage und Elektronikherstellung reichen. So funktionieren sie:
- Verwenden Sie Laser-Triangulation für präzise 3D-Oberflächenprofilierung
- Ideal für berührungslose, beschädigungsfreie Messungen für empfindliche oder sich schnell bewegende Teile
- Laser-Profilsensoren zeichnen sich durch ihre Genauigkeit aus
- Laserprofiler bewältigen Hochgeschwindigkeits- und großflächige Prüfungen
Vom Zählen von Keksen in einer Schalenverpackung über die Überprüfung der Ausrichtung von Autokarosserieteilen bis hin zur Messung der Position kleiner elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte (PCB) – die Anwendungsmöglichkeiten für 3D-Bildverarbeitungssysteme sind nahezu unbegrenzt. Diese Systeme spielen eine wichtige Rolle bei der Automatisierung komplexer Aufgaben, Optimierung der Produktqualität, Kostensenkung und Gewährleistung von Genauigkeit in vielen Branchen.
Anlagenbetreiber stehen heute eine Reihe von 3D-Optionen zur Auswahl zur Verfügung, darunter Laser-Profilsensoren, Laser-Profiler, stereoskopische Systeme und Time-of-Flight (ToF)-Lösungen. Obwohl diese Systeme viel zu bieten haben, sind Laser-Profilsensoren (oder Laserscanner) aufgrund ihrer Geschwindigkeit, Genauigkeit und Kostengünstigkeit sowohl für In-Line- als auch für Offline-Operationen die am weitesten verbreitete Option. Sie bieten zuverlässige Messungen ohne manuellen Eingriff mit minimalem Aufwand und eine nahtlose Alternative zu anderen Scannern. Je nach Anwendung können Laser-Profiler eine bessere Wahl sein, insbesondere für großflächige oder Hochgeschwindigkeits-Prüfungen. Beide Optionen bewältigen Hindernisse in modernen Fertigungsprozessen.
Dank der zusätzlichen Dimension der 3D-Bildverarbeitung/Bildanalyse können Hersteller die Vorteile und Funktionen der 2D-Bildanalyse nutzen und gleichzeitig Anwendungen automatisieren, die zuvor für die traditionelle Automatisierung zu anspruchsvoll waren.
So funktionieren Laser-Profilsensoren: Verbesserung der Qualitätskontrolle
Laser-Profilsensoren tragen zur Erreichung einer hohen Genauigkeit in der industriellen Fertigung bei. Sie erkennen Fehler, gewährleisten eine korrekte Montage und optimieren die Automatisierung in Produktionslinien. Diese Sensoren eignen sich ideal für berührungslose, präzise Messungen von empfindlichen Gegenständen wie Rasierklingen oder dünnem Glas. Zudem gewährleisten sie Genauigkeit, ohne Beschädigungen zu verursachen, ideal für schnell bewegte Teile auf Förderbändern. Laser-Profilsensoren werden hauptsächlich verwendet, um detaillierte Oberflächenprofile und geometrische Abmessungen zu erfassen. Aber ihre Fähigkeit, 2D-Prüfungen durchzuführen, macht sie auch zu vielseitigen Tools für die Messung linearer Abmessungen und die Erkennung von Oberflächenfehlern.
Dies ermöglicht es ihnen, sich an verschiedene Anwendungen anzupassen:
- Fahrzeugmontage: Messung von Lücken, Ebenheit und Ausrichtung.
- Lebensmittel- und Verpackungsindustrie: Prüfung von Versiegelungen, Überprüfung von Volumina und Erkennung von Anwesenheit/Abwesenheit.
- Elektronikfertigung: Messen von Bauteilhöhe, Position und Ausrichtung.
Laser-Triangulation: Schärfere Messungen, intelligentere Einblicke
Laser-Profilsensoren verwenden die Triangulation, um klare Abmessungen und Oberflächenkonturen zu erfassen, nach einem klaren Prozess, der Echtzeit-Einblicke bietet:
- Ein Laserstrahl wird auf die Oberfläche eines Objekts projiziert und erzeugt eine sichtbare Linie.
- Der Sensor bestimmt die Pixelhöhe von einer kalibrierten Grundebene, ähnlich einem „Nullpunkt“ auf einem Liniendiagramm.
- Ein digitaler Sensor, der in einem bekannten Winkel und Abstand positioniert ist, erfasst die Reflexion.
- Die Software analysiert Veränderungen im reflektierten Licht, um Länge, Breite, Höhe, Neigung und Konturen zu berechnen.
- Das Ergebnis wird anschließend für weitere Maßnahmen an nachgeschaltete SPS, Material-Handhabungssysteme und/oder Produktionsnachverfolgungssoftware gesendet.
Watch the video to see how laser displacement sensors work.
Laser-Profilsensoren im Vergleich zu Laser-Profilern: Was unterscheidet sie
Beide Technologien bieten zuverlässige 3D-Messungen, unterscheiden sich jedoch in ihrer Funktionsweise und ihren spezifischen Anwendungen. Gemeinsam können sie eine Vielzahl von Fertigungsherausforderungen bewältigen.
- Laser-Profilsensoren messen einen einzelnen Punkt und erfassen hochgenaue 3D-Punktwolken, die sich ideal für detaillierte Prüfungen eignen. Obwohl diese Sensoren eine Genauigkeit auf Mikrometerebene bieten, sind sie möglicherweise besser für feine Messaufgaben geeignet. Ihr Wirkungsgrad kann geringer sein, da die Daten punktweise gesammelt werden. Sie können an Förderbändern montiert werden, um sich bewegende Objekte zu scannen – manchmal werden sie an Roboterarmen befestigt, um dynamische Sensor-zu-Objekt-Scans durchzuführen.
- Beispiel aus der realen Welt: Überprüfung der Ebenheit von Automobil-Bremsscheiben durch Messen von Oberflächenhöhenunterschieden, um sicherzustellen, dass strenge Toleranzen für eine sichere und zuverlässige Bremsleistung eingehalten werden.
- Laser-Profiler scannen ganze Linien und erzeugen schnell 2D-Schnitte (Querschnittsbilder) oder 3D-Oberflächenkarten, indem sie einzelne Profile zu einem fortlaufenden Bild stapeln. Bewegungsdaten von einem Encoder verfolgen das Objekt während des Scanvorgangs und erfassen seine Form und sein Profil von oben – perfekt für die Prüfung von Höhe und 3D-Konturen ohne externe Beleuchtung. Profiler ermöglichen zwar eine schnelle Datenerfassung, ihre Genauigkeit ist jedoch aufgrund des breiteren Scanansatzes in der Regel geringer. Sie eignen sich am besten für groß angelegte Anwendungen mit hohem Volumen, bei denen die Effizienz Vorrang vor kleinsten Details hat.
- Beispiel aus der realen Welt: Beim schnellen Transport von Kartonverschlüssen auf einem Förderband scannen Laser-Profiler die gesamte Oberfläche, um Höhenunterschiede oder Unregelmäßigkeiten zu erkennen und so eine gleichbleibende Qualität und eine ordnungsgemäße Versiegelung vor dem Versand der Produkte zu gewährleisten.
Cognex In-Sight L38 3D-Vision-System: Angetrieben durch KI
Um präzise 3D-Prüfungen durchzuführen, benötigen Hersteller ein System der nächsten Generation, das eine schnelle Inbetriebnahme, Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit bietet. Das Cognex In-Sight L38 löst eine Reihe von Prüf-, Mess- und Führungsanwendungen mit hoher Genauigkeit und stellt sicher, dass jedes Produkt bis ins kleinste Detail den Qualitätsstandards entspricht.