- FAQ 2D-/3D-Profilsensoren
FAQ zu 2D-/3D-Profilsensoren weCat3D
Allgemeine Fragen
Die Lasertriangulation ist ein Messverfahren, bei dem die Entfernung zum Objekt über die Winkelgeometrie bestimmt wird. Die Winkelgeometrie ergibt sich aus dem bekannten Abstand zwischen Lichtquelle und Kamera (auch Basislänge genannt) und dem dem Triangulationswinkel.
Der MLSL2x6 der weCat3D-Serie hat den größten X-Messbereich von 1.350mm.
Die Wahl zwischen rotem und blauem Laserlicht hängt von der Anwendung und dem Material des Objekts ab. Blaues Laserlicht wird häufig bei Kunststoffen und organischen Materialien eingesetzt, da das Eindringverhalten des Lasers minimiert wird. Auch bei stark reflektierenden Objekten ist blaues Laserlicht vorteilhafter als rotes. Für dunkle Oberflächen wie Gummi in der Reifenindustrie oder Schwarzwälder Schinken ist roter Laser besser geeignet.
Je näher die Farbe an der Wellenlänge des Lasers liegt, desto mehr Licht kann von der Kamera aufgenommen werden. Das bedeutet, dass ein rotes Objekt mit einem roten Laser eine wesentlich kürzere Belichtungszeit benötigt als mit einem blauen Laser.
Nein, die Profilaufnahme erfolgt durch Reflexion der Laserlinie auf dem Objekt und benötigt keine zusätzliche Beleuchtung.
Die 2D-/3D-Profilsensoren sind nach den Prüf- und Messverfahren der entsprechenden Grundnorm für Schock- und Vibrationstests (EN 60068-2-6:2008 und EN 60068-2 27:2009) geprüft. Dabei gelten die Grenzwerte der entsprechenden Produktnorm (EN60947-5-2:2007 + A1:2012). Die weCat3D-Serie besteht die in diesem Normtest für optische Sensoren auftretenden Belastungen mit Grenzwerten von:
Schock: Spitzenbeschleunigung 300 m/s² bei Impulsdauer 11 ms
Vibration: Beschleunigung 5 G bei Frequenz 50…2000 Hz
Ja, über ein Lizenzupgrade ist es möglich, mit der Machine Vision Software wenglor uniVision 2D-Profile auf dem Sensor auszuwerten.
Ja, über die Funktion Live-Image (zu finden unter Display/Modus) kann das Höhenprofil angezeigt werden.
2D-/3D-Profilsensoren werden senkrecht zum Objekt und senkrecht zur Bewegungsrichtung ausgerichtet.
Bei der Montage sind folgende Punkte zu beachten:
- Schwingungsarm
- Schockfrei
- Wärmemanagement
- Zugentlastung der Kabel
- freies Sichtfeld
- keine Gefahr von Staubablagerungen auf den optischen Fenstern
Um Beschädigungen zu vermeiden kann ein Schutzscheibenhalter für den jeweiligen 2D/3D-Profilsensor angebracht werden.
Ab einer Umgebungstemperatur von ca. 40 °C wird ein Kühlmodul empfohlen.
Die Schutzklasse der Standard weCat3D Sensoren ist mit IP67 angegeben und es kann nicht garantiert werden, dass kein Wasserdampf in den Sensor gelangt. Bei der IP67-Zertifizierung wird keine Gasfestigkeit definiert.
Für einen ausreichenden Schutz benötigt der Kunde ein eigenes Schutzgehäuse, das wasserdampf-dicht ist.
Ja, auf rotglühendem Material (< 1000 °C), zum Beispiel in der Stahlindustrie, kann mit einem 2D-/3D-Profilsensor mit Laserklasse 3B und einer Wellenlänge von 450 nm stabil gemessen werden.
Die Verwendung von Laserklasse 3R oder 3B hängt von der Anwendung ab. Bei großen Abständen zwischen Sensor und Objekt nimmt die Intensität des Lasers auf dem CMOS-Chip ab und das Profil kann nicht mehr sicher erzeugt werden. Dies ist besonders bei dunklen Objekten zu beachten. Die Laserklasse 3 wird auch bei sehr schnellen Anwendungen eingesetzt, da aufgrund der hohen Messfrequenz (Messrate) nur sehr kurze Belichtungszeiten möglich sind. Die Messfrequenz ist abhängig von der Belichtungszeit. Ein weiterer Faktor ist das Umgebungslicht (zum Beispiel bei Anwendungen im Freien), bei dem durch eine kurze Belichtungszeit auch weniger Fremdlicht in die Kamera gelangt. Auch glänzende Objekte profitieren von weniger Licht, da sie weniger in Richtung Kamera reflektieren.
Nein, derzeit gibt es nur für die MLSL2-Serie eine sichere Laserabschaltung. Hierfür ist ein zusätzliches Spannungsversorgungskabel erforderlich. Für alle anderen weCat3D-Sensoren mit Laserklasse 3 müssen kundenseitig zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Die Auflösung gibt den kleinsten wahrnehmbaren Wert an, der vom Sensor unterschieden werden kann. Für die Genauigkeit sind neben der Auflösung auch externe Faktoren wie beispielsweise Materialeigenschaften, Umgebungstemperaturen, Vibrationen, Sensorhalterung und Software-Algorithmen zu berücksichtigen. Diese beeinflussen die Messgenauigkeit des gesamten Systems.
Der angegebene Wert entspricht der Berechnung des Messbereichs in X- dividiert durch die Anzahl der Pixel des CMOS-Chips auf einer X-Zeile.
Beispiel MLSL1x1: 27 mm : 1280 = 0,022 mm (22 µm)
Nein, die Anzahl der Pixel bleibt gleich und verschiebt sich nicht. Beim MLSL kann die Messfrequenz (Messrate) durch die Eingrenzung des X-Messbereichs erhöht werden, da weniger Zeilenpixel auf dem Chip ausgelesen werden müssen. Beim MLWL verringert sich nur die Datenmenge. Die Messfrequenz wird hier nicht erhöht.
Bei der Z-Auflösung spielen der CMOS-Chip, die hohe Qualität der Laserlinie, die Optik und die mathematische Methode Subpixel Interpolation eine wichtige Rolle. Dadurch wird eine bessere Auflösung (ca. Faktor 10) erreicht als durch die reine Berechnung: Messbereich dividiert durch Pixelanzahl des CMOS-Chips.
Die Angabe bezieht sich auf normspezifische 5.000 Lux nach EN 60947-5-2.
Der MLWL1x1 ist aufgrund des großen CMOS-Chips und des kleinsten Messbereichs der Sensor mit der höchsten Auflösung im Produktportfolio.
Diese Angabe bezieht sich auf die mittlere Lebensdauer. Das ist der Mittelwert der Lebensdauer einzelner Produkte, die unter genormten Bedingungen betrieben werden. Die Lebensdauer ist abhängig vom Laser. Ist der Laser nicht dauerhaft in Betrieb, erhöht sich die Lebensdauer entsprechend.
Bei der Linearisierung oder Kalibrierung der Sensoren werden diese auf einen hochgenauen Linearisierungstisch gespannt und auf ein sehr präzises Kalibrierteil ausgerichtet. Die Linearisierung erfolgt über den gesamten Z-Messbereich des Sensors und bestimmt die IST-Profilposition auf dem CMOS-Chip in Bezug auf die SOLL-Profilposition des Kalibrierteils. Dabei werden die IST- und SOLL-Positionsdaten als Kalibriermatrix in einer Linearisierungstabelle gespeichert.
Nein, die Profildaten werden ausschließlich über eine TCP/IP-Ethernet Schnittstelle übertragen, da dies aus technischer Sicht keinen Performancevorteil bietet.
Die Warmlaufphase beträgt ca. 15 Minuten nach Spannungsanlegung. Es ist zu beachten, dass die kundenseitige Sensorhalterung einen Einfluss auf die Warmlaufphase hat.
Angezeigt wird die Temperatur im Sensor selbst. Der Temperaturfühler sitzt in der Nähe des Prozessors.
Diese befindet sich im OLED-Display unter Schittstelle --> Ethernet --> IP Adresse.
Über das 12-polige Spannungsversorgungskabel kann ein HTL- oder TTL-Drehgeber angeschlossen werden.
Entweder führt man manuelle Testmessungen über die Einstellmöglichkeiten im Sensor beziehungsweise der Software durch oder man testet über die automatische Belichtungszeitregelung ab FW 1.2.0 an den jeweiligen Objekten.
Um eine gleichmäßige Signalverteilung und somit eine bestmögliche Profilqualität zu erzielen, ist eine Verkippung möglichst zu vermeiden. Sollte ein Verkippung aber nicht vermieden werden können, liefern unsere Sensoren der weCat3D-Serie durch ihren großen Dynamikbereich trotzdem noch sehr zuverlässige Messwerte.
Nein, für den OPT3013 müssen auf Grund der Laserklassifizierung in Laserklasse 2 bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein (siehe Bedienungsanleitung).
Fragen zu 2D-/3D-Profilsensoren MLWL
Durch den kleineren Triangulationswinkel beim MLWL2 (bedingt durch den kleineren Abstand zwischen Lasermodul und Kamera) sind die Gehäuse bei größeren Messbereichen kompakter. Die MLWL1-Serie ist für hohe Auflösung und die MLWL2-Serie für große Messbereiche in kompakter Bauform optimiert.
Der MLWL hat eine höhere Auflösung durch den größeren CMOS-Chip im Sensor. Die Optiken und Filter sind beim MLWL hochwertiger (bei stark reflektierenden Objekten wichtig). Auch das Lasermodul im MLWL erhöht die Qualität der Laserlinie und der Profildarstellung des zu erfassenden Objektes. Die MLSL-Serie hat dagegen ein sehr geringes Gewicht, da die Außenhülle aus einem Alu-Stranggussprofil besteht und nicht wie beim MLWL aus einem vollgefrästen Alugusskörper.
Nein, das ist technisch nur bei den 2D-/3D-Profilsensoren MLSL möglich. Bei den Sensoren der Serie MLWL wird nur die Datenmenge reduziert.
Nein, die 2D-/3D-Profilsensoren MLWL haben bei vollständiger Verwendung aller CMOS-Linien im vollen Z-Messbereich eine maximale Abtastfrequenz von 175 Hz. Die Erhöhung der Messfrequenz kann nur durch Eingrenzung des Z-Messbereich oder einer reduzierten Anzahl von CMOS-Linien erreicht werden. Dadurch werden weniger Zeilen vom CMOS-Chip ausgelesen und die Verarbeitung ist schneller. Eine Messfrequenz von 6kHz erlaubt daher nur wenige Zeilen zum Auslesen beziehungsweise einen sehr eingeschränkten Z-Messbereich.
