Capteurs de profil 2D/3D – Précision et fidélité en 2D et 3D
Les capteurs de profil 2D/3D permettent d’exécuter avec précision presque toutes les applications de mesure, des applications standard telles que la mesure d’objets intégrale à 360 degrés, le contrôle précis de la position des robots et l’inspection au micromètre près aux applications de soudage exigeantes et à l’utilisation dans des zones de lavage intensif. La large gamme de produits wenglor propose des variantes de modèles avec différentes plages de mesure, classes laser et fonctions intelligentes.
Vue d’ensemble des variantes de modèles
Des plages de mesure intégrales
- Liberté d’application maximale : La gamme de capteurs de profil 2D/3D assure une ouverture intégrale de nombreuses plages de mesure.
- Précision maximale : Grâce aux différentes plages de mesure, il est possible de choisir le capteur avec la résolution la mieux adaptée et la qualité de données maximale pour chaque tâche.
- Intégration efficace : Pas de risque de surdimensionnement ou de sous-dimensionnement lors du choix du capteur, ce qui réduit l’encombrement, les coûts et les efforts d’implémentation.
- Conception plus rapide : Le portefeuille structuré permet aux utilisateurs de choisir facilement la solution de capteur adaptée.
Surdimensionnement
On parle de surdimensionnement lorsque le capteur choisi présente une plage de mesure trop grande pour l’application en question. L’objet est entièrement détecté, mais la résolution diminue car les pixels disponibles sont répartis sur une zone trop grande. Cela entraîne des résultats de mesure imprécis, surtout pour les objets de petite taille ou finement structurés. Le capteur utilisé n’est pas optimal pour cette application, car il est généralement trop cher et trop grand, ce qui rend son intégration plus difficile.
Sous-dimensionnement
En cas de sous-dimensionnement, c’est exactement l’inverse. Le capteur sélectionné a une plage de mesure trop petite, de sorte que l’objet cible ne peut pas être complètement détecté. Il manque donc des données ou plusieurs capteurs doivent être combinés. Cela entraîne des coûts, une complexité et des sources d’erreur supplémentaires.
MLSL1
MLSL2
MLWL1
MLWL2
Applications avec des plages de mesure petites et grandes
Applications avec de petites plages de mesure
Les plages de mesure restreintes permettent une résolution et une précision élevées. C’est la solution idéale pour l’inspection de pièces délicates, où même les plus petites anomalies doivent être détectées immédiatement.
Exemples :
- Contrôle de qualité de composants électroniques
- Mesure de pièces fines en plastique
- Contrôle des lèvres d’étanchéité ou des joints
Applications à large plage de mesure
Les grandes plages de mesure permettent de détecter entièrement des géométries étendues et complexes. Les objets de grande surface peuvent ainsi être contrôlés rapidement et de manière fiable sans avoir à combiner plusieurs capteurs.
Exemples :
- Contrôle de la géométrie des carrosseries de véhicules
- Inspection de gros profilés métalliques ou de canalisations
- Mesure de forme 3D de très grands composants
Utilisable directement grâce à la linéarisation en usine
Tous les capteurs de profil 2D/3D de wenglor sont linéarisés en usine et fournissent des résultats de mesure directement utilisables en millimètres réels. Les données de profil mesurées sont converties de manière précise et fiable par le capteur dans la plage de mesure réelle. L’étalonnage sur site n’est plus nécessaire. Cela garantit une précision constante et une qualité de mesure optimale tout au long de la durée de vie.
Classes laser flexibles pour chaque application
Les capteurs de profil 2D/3D sont disponibles dans les classes laser 2, 3R et 3B et s’adaptent de manière optimale à différentes tâches de mesure. Les utilisateurs bénéficient d’une qualité de mesure constante et d’une sécurité maximale des processus, aussi bien dans les applications standard que dans les processus hautement dynamiques.
- La classe laser 2 est idéale pour de nombreuses applications et permet un fonctionnement sûr sans mesures de protection supplémentaires. Son principal avantage est sa simplicité d’intégration.
- La classe laser 3R offre une puissance laser plus élevée pour les tâches de mesure les plus exigeantes. Des temps d’exposition plus courts, des taux de mesure plus élevés et des résultats fiables peuvent être obtenus même sur des surfaces sombres ou difficiles à détecter.
- La classe laser 3B est le choix optimal pour les applications dynamiques exigeantes. Grâce à la puissance laser élevée, des mesures extrêmement rapides et une détection de profil stable sont possibles, même à des vitesses très élevées, sur des surfaces difficiles ou à de grandes distances de mesure.
Capteurs de profil 2D/3D avec coupure laser fiable
Grâce à leur puissance laser élevée des classes 3R et 3B, les capteurs de profil 2D/3D de la série MLSLxxxS40 permettent une détection de profil rapide et robuste. Les capteurs disposent d’un troisième raccord supplémentaire pour l’arrêt sûr du laser et offrent ainsi une sécurité et une efficacité maximales dans l’application. La fiche certifiée permet d’allumer et d’éteindre en toute sécurité le laser du groupe de produits S40 conformément à la norme EN ISO 13849-1:2016, sans avoir à éteindre le capteur ou à concevoir un dispositif d’arrêt mécanique du laser. Grâce à la fonction d’arrêt, l’opérateur est protégé du rayonnement laser, de sorte qu’il n’est plus nécessaire que le responsable de la protection laser soit présent. Cela augmente la sécurité opérationnelle et la productivité tout en minimisant les temps d’arrêt et les risques.
Une longueur d’onde adaptée à chaque surface
Les capteurs de profil 2D/3D de wenglor sont disponibles dans différentes couleurs laser. Le capteur peut ainsi être adapté de manière optimale au matériau et à son comportement de réflexion. Cela permet d’obtenir des résultats précis, même sur les surfaces exigeantes.
Laser rouge
Les capteurs à laser rouge peuvent être utilisés de manière universelle pour les surfaces mates à moyennement brillantes.
Laser bleu
En raison de la profondeur de pénétration plus faible par rapport au laser rouge, le laser bleu fournit des résultats de mesure stables sur des matériaux foncés, caoutchouteux ou fortement absorbants. Il est donc idéal pour les applications dans l’industrie alimentaire, car la détection reste limitée à la surface et les couches de matériau plus profondes ne sont pas affectées.
Laser UV
Longueurs d’onde combinables
Les capteurs de profil 2D/3D avec différentes couleurs laser peuvent être utilisés en parallèle et sans perturbation au sein d’un système. Cela permet d’effectuer des mesures simultanées à partir de différents angles de vue ou sur plusieurs stations sans perturbation du signal ni perte de qualité.
La combinaison de plusieurs capteurs est particulièrement avantageuse dans les applications complexes ou où l’espace est essentiel, car il n’est pas nécessaire de faire de compromis sur le temps de cycle, la stabilité des données ou la flexibilité du système. Si les capteurs sont déclenchés de manière ciblée, il est même possible d’utiliser en parallèle des capteurs avec des couleurs laser identiques.
Nombreuses possibilités d’utilisation grâce aux accessoires complémentaires
Les capteurs de profil 2D/3D sont complétés par une large gamme d’accessoires, notamment des vitres de protection, des modules de refroidissement, des boîtiers à souder et un large choix de câbles. Les accessoires adaptés protègent les capteurs des influences extérieures et garantissent leur longévité dans des conditions ambiantes difficiles.
Modules de refroidissement
Vitres de protection
Boîtier de protection de soudage
Fixation du capteur
Câbles adaptés
Certificat d’étalonnage
Flexibilité de la détection du profil à l’évaluation
Les capteurs de profil 2D/3D de wenglor s’adaptent exactement aux exigences de l’application et offrent une flexibilité maximale, tant au niveau du matériel que du logiciel.
Détection de profils
Les capteurs de profil 2D/3D réalisent des profils de hauteur 2D détaillés de l’objet. Les capteurs disposent d’une optique de haute qualité, de différentes classes laser et couleurs ainsi que de plages de mesure linéarisées de différentes tailles.
Mode de fonctionnement
Selon l’application, il est possible de choisir entre deux modes de fonctionnement pour les capteurs de profil 2D/3D.
En mode « Capteur de profil intelligent », la détection et l’évaluation du profil s’effectuent sur le capteur.
En mode « Générateur de profil », le capteur enregistre uniquement les profils, tandis que l’évaluation s’effectue sur un contrôleur de vision industrielle externe.
Évaluation
Que ce soit directement dans le capteur ou sur un PC externe, il est possible d’utiliser soit le logiciel wenglor uniVision, soit une solution logicielle externe de fournisseurs tiers pour l’évaluation des données de profil.
uniVision offre une interface utilisateur intuitive, des fonctions modulaires et de nombreux outils préconçus pour les tâches de mesure et d’inspection typiques.
Le capteur peut également être intégré sans problème dans les environnements logiciels et systèmes existants grâce à des interfaces standardisées.
Évaluation avec le logiciel uniVision
Configuration simple sans programmation
Boîte à outils polyvalente pour des évaluations complexes
Le logiciel uniVision 3 propose un large choix de modules librement combinables entre eux, allant des méthodes de mesure classiques aux applications de profilage exigeantes en passant par des modèles basés sur l’IA.
Commande centralisée avec le contrôleur de vision industrielle
La combinaison d’un logiciel modulaire et d’un matériel puissant offre une flexibilité maximale pour différentes tâches d’inspection. Il est ainsi possible d’utiliser jusqu’à 16 capteurs de profil 2D/3D en parallèle.
Analyse de profil à 360° avec VisionApp 360
uniVision pour l’analyse de profils
Le logiciel wenglor uniVision comprend des modules de profils spécifiques optimisés pour le prétraitement et l’analyse et le traitement complémentaires de profils de hauteur 2D. Ces modules permettent de réaliser des applications standard telles que la mesure, la surveillance et le suivi de profils altimétriques 2D, ainsi que des applications complexes. Les nombreuses interfaces de communication permettent un traitement continu des données collectées.
Le logiciel uniVision peut être utilisé soit directement sur le capteur, soit sur le contrôleur de vision industrielle.
Capteur de profil intelligent
Capteurs de profils 2D/3D avec contrôleurs de vision industrielle (MVC)
Capteur de profil intelligent vs générateur de profil avec contrôleur de vision industrielle
| Critère | Capteur intelligent | Générateur de profil avec MVC |
|---|---|---|
| uniVision | Sur le capteur | Externe sur le MVC |
| Puissance de calcul |
Peut être limité par le matériel du capteur |
Nettement plus performant grâce au MVC externe |
| Complexité du projet |
Convient aux évaluations simples à moyennement complexes |
Idéal pour les projets complexes et exigeants en matière de calcul impliquant plusieurs contrôles |
| Nombre d’instances projet | 1 instance de projet par capteur | Plusieurs instances de projet possibles en parallèle sur un MVC |
| Flexibilité d’évaluation | Fonctions d’évaluation standardisées directement dans le capteur | Modules et sources de capteurs combinables à volonté sur une plateforme |
| Nombre de capteurs | 1 capteur = 1 unité de traitement |
Plusieurs capteurs avec différentes plages de mesure, classes laser et couleurs laser peuvent être combinés. Une combinaison de capteurs de profil 2D/3D et de caméras 2D est également possible, tout étant commandé de manière centralisée via le MVC. |
| Interfaces de communication | TCP/IP, UDP, FTP, Device IO Unit |
TCP/IP, UDP, FTP, Device IO Unit, Device Industrial Ethernet*, Device Robot Weld Seam Tracking |
* Ethernet industriel est un terme générique désignant toutes les normes Ethernet pour la transmission de données en temps réel entre la commande et le capteur. Les protocoles qui font partie de l’Ethernet industriel sont, par exemple, EtherCAT, Ethernet/IP ou PROFINET.
|
uniVision
|
|
|---|---|
|
Sur le capteur
|
Externe sur le MVC
|
|
Puissance de calcul
|
|
|
Peut être limité par le matériel du capteur |
Nettement plus performant grâce au MVC externe
|
|
Complexité du projet
|
|
|
Convient aux évaluations simples à moyennement complexes |
Idéal pour les projets complexes et exigeants en matière de calcul impliquant plusieurs contrôles |
|
Nombre d’instances projet
|
|
|
1 instance de projet par capteur
|
Plusieurs instances de projet possibles en parallèle sur un MVC
|
|
Flexibilité d’évaluation
|
|
|
Fonctions d’évaluation standardisées directement dans le capteur
|
Modules et sources de capteurs combinables à volonté sur une plateforme
|
|
Nombre de capteurs
|
|
|
1 capteur = 1 unité de traitement
|
Plusieurs capteurs avec différentes plages de mesure, classes laser et couleurs laser peuvent être combinés. Une combinaison de capteurs de profil 2D/3D et de caméras 2D est également possible, tout étant commandé de manière centralisée via le MVC. |
|
Interfaces de communication
|
|
|
TCP/IP, UDP, FTP, Device IO Unit
|
TCP/IP, UDP, FTP, Device IO Unit, Device Industrial Ethernet*, Device Robot Weld Seam Tracking |
* Ethernet industriel est un terme générique désignant toutes les normes Ethernet pour la transmission de données en temps réel entre la commande et le capteur. Les protocoles qui font partie de l’Ethernet industriel sont, par exemple, EtherCAT, Ethernet/IP ou PROFINET.
Fusionner et analyser des profils altimétriques avec VisionApp 360
Dans VisionApp 360, plusieurs profils individuels de différents capteurs peuvent être fusionnés pour former un profil de hauteur commun et complet. Ce profil de hauteur combiné peut ensuite être traité et évalué dans le logiciel de traitement d’images uniVision. Il est ainsi possible de détecter avec précision la position, la hauteur ou le volume d’objets de plusieurs côtés ou de grande taille.
Les avantages en bref
Du profil altimétrique 2D au nuage de points 3D
Le déplacement du capteur ou de l’objet à mesurer le long de l’axe y du capteur et la détection continue de profils en coupe 2D génèrent un nuage de points 3D précis. Ce nuage de points représente la structure de surface 3D de l’objet. Grâce aux entrées de codeur intégrées au capteur, chaque profil enregistré reçoit les données de position exactes. Ainsi, les profilés sont disposés correctement, même lorsque la vitesse de la bande varie.
Évaluation avec un logiciel tiers
Comparaison des modes de fonctionnement
| Mode de fonctionnement/critère | Capteur de profil intelligent | Générateur de profil avec MVC | Générateur de profils pour logiciel tiers |
|---|---|---|---|
| Enregistrement et évaluation du profil | Enregistrement et évaluation du profil directement sur le capteur dans le logiciel uniVision | Enregistrement du profil par le capteur, évaluation effectuée en externe sur le contrôleur de vision industrielle dans le logiciel uniVision | Création de profil par le capteur, évaluation externe via le logiciel spécifique au client ou d’un fournisseur tiers |
| Sortie |
Résultats de mesure directement à partir du capteur |
Résultats de mesure du contrôleur de vision industrielle | Données de profil brut pour une évaluation individuelle par un logiciel externe |
| Interfaces | Ethernet standard (TCP, UDP, FTP), E/S numériques | Ethernet standard + Ethernet en temps réel (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT), E/S numériques | Ethernet standard (GigE Vision, TCP/UDP), SDK pour une intégration flexible |
| Performances | Convient aux applications simples et non critiques en termes de temps (solution à capteur unique) | Performances accrues pour les applications rapides et complexes (solution monocapteur ou multicapteur) | La performance dépend du logiciel d’évaluation externe et du matériel |
|
Enregistrement et évaluation du profil
|
||
|---|---|---|
|
Enregistrement et évaluation du profil directement sur le capteur dans le logiciel uniVision
|
Enregistrement du profil par le capteur, évaluation effectuée en externe sur le contrôleur de vision industrielle dans le logiciel uniVision
|
Création de profil par le capteur, évaluation externe via le logiciel spécifique au client ou d’un fournisseur tiers
|
|
Sortie
|
||
|
Résultats de mesure directement à partir du capteur |
Résultats de mesure du contrôleur de vision industrielle
|
Données de profil brut pour une évaluation individuelle par un logiciel externe
|
|
Interfaces
|
||
|
Ethernet standard (TCP, UDP, FTP), E/S numériques
|
Ethernet standard + Ethernet en temps réel (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT), E/S numériques
|
Ethernet standard (GigE Vision, TCP/UDP), SDK pour une intégration flexible
|
|
Performances
|
||
|
Convient aux applications simples et non critiques en termes de temps (solution à capteur unique)
|
Performances accrues pour les applications rapides et complexes (solution monocapteur ou multicapteur)
|
La performance dépend du logiciel d’évaluation externe et du matériel
|
Fonctionnalités pour une détection fiable des profils
Les conditions de surface dans les applications réelles sont rarement constantes ou idéales. Des matériaux différents, des propriétés de réflexion variables, des encrassements ou des processus de vieillissement tels que l’oxydation peuvent considérablement altérer le signal de mesure. Les surfaces particulièrement brillantes, mates, sombres ou structurées influencent le signal de mesure et entraînent des données de profil erronées sans contre-mesures ciblées. Les capteurs de profil 2D/3D de wenglor disposent donc de différentes fonctions pour optimiser la qualité des profils. Cela permet d’obtenir des résultats de mesure fiables, même dans des conditions changeantes.
Sélection du signal
La fonction de « Signal Selection » (sélection du signal) permet des mesures plus précises et une réduction des interférences en supprimant les réflexions indésirables. Tout d’abord, le capteur recherche les pics dans chaque colonne de la caméra. Il s’agit de pics de signal générés par la réflexion de la ligne laser. Si le capteur détecte plus d’un pic, l’utilisateur peut définir quel pic sera utilisé pour générer le profil altimétrique 2D. Plusieurs pics peuvent se produire si l’observation de l’objet génère des réflexions indésirables. Pour identifier les signaux corrects, il est possible de choisir entre différents types de signaux.
Objet
Image de la caméra
Intensité
Avec ce paramètre, le pic le plus intense est utilisé pour la sortie du profil.
Profil
Largeur
Ici, le pic le plus large est sélectionné, c’est-à-dire que la lumière laser a pénétré plus profondément dans la surface de l’objet.
Profil
Pic 1
Le premier pic détecté dans la colonne est utilisé.
Profil
Pic 2
Le deuxième pic détecté dans la colonne est utilisé.
Profil
Temps d’exposition automatique
Avec cette fonction, les capteurs de profil 2D/3D adaptent automatiquement leur temps d’exposition aux variations de luminosité de la surface et fournissent des profils extrêmement nets, tout en garantissant une inspection précise constante et une détection fiable des moindres détails.
Certaines possibilités de réglage peuvent être définies individuellement en fonction de l’application :
- La fonction peut être activée et désactivée de manière flexible.
- La plage d’intensité peut être définie individuellement pour éviter les surexpositions.
- La zone X de la section d’image peut être définie de manière ciblée pour le contrôle de l’exposition.
Différence entre le temps d’exposition fixe et le temps d’exposition automatique
Avec le temps d’exposition fixe, tous les profils sont détectés avec une intensité constante, quelle que soit la luminosité de la surface. Grâce au temps d’exposition automatique, les zones claires et sombres sont détectées de manière fiable.
Intensité des profils altimétriques avec temps d’exposition fixe
Intensité des profils altimétriques avec temps d’exposition automatique
High Dynamic Range Imaging
Avec la fonction « High Dynamic Range Imaging » (imagerie à plage dynamique élevée, en abrégé : HDR), les objets présentant des réflexions de surface très différentes sont détectés de manière fiable. Dans de nombreuses applications, de fortes différences de luminosité se produisent, par exemple lorsque des zones brillantes ou réfléchissantes et mates se trouvent dans le même champ de mesure. La détection précise de détails dans des zones particulièrement claires ou sombres est un défi. Alors que les méthodes de mesure classiques rencontrent généralement leurs limites, le HDR permet d’obtenir une qualité de mesure très précise et une sécurité accrue des données.
Profondeur de détail maximale
Évaluation fiable
Flexibilité
Aperçu des produits
| Catégorie de produit | Points par profil | Taux de mesure | Caractéristiques |
|---|---|---|---|
| Série MLSL | 1.280 |
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteur standard |
| Série MLWL | 1.280 |
175 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 6 kHz |
Capteur standard |
| Série MLZL | 1.280 |
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteurs pour un guidage de la torche de soudure robotisé précis et fiable |
| Gamme inox |
1.280 |
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteurs avec boîtier en acier inoxydable et classe de protection IP69K, idéaux pour l’industrie alimentaire et toutes les applications nécessitant des classes de protection maximales |
| 2.048 | 175 Hz à pleine trame
Vitesse maximale de 6 kHz |
||
| MLSL123S50 | 1.280 | Le taux de mesure est réduit par le traitement interne des données. | Capteur intelligent pour des mesures d’angle précises dans les presses plieuses |
| Série MLSL | |||
|---|---|---|---|
|
1.280
|
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteur standard
|
|
| Série MLWL | |||
|
1.280
|
175 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 6 kHz |
Capteur standard
|
|
| Série MLZL | |||
|
1.280
|
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteurs pour un guidage de la torche de soudure robotisé précis et fiable
|
|
| Gamme inox | |||
|
1.280 |
200 Hz à pleine trame Vitesse maximale de 4 kHz |
Capteurs avec boîtier en acier inoxydable et classe de protection IP69K, idéaux pour l’industrie alimentaire et toutes les applications nécessitant des classes de protection maximales |
|
|
2.048
|
|||
|
175 Hz à pleine trame
Vitesse maximale de 6 kHz |
|||
| MLSL123S50 | |||
|
1.280
|
Le taux de mesure est réduit par le traitement interne des données.
|
Capteur intelligent pour des mesures d’angle précises dans les presses plieuses
|
|
