3D-Sensoren M3DS – Präzise 3D-Daten für Robotik und Inspektion
Die 3D-Sensoren der M3DS-Serie erzeugen detailreiche 3D-Punktwolken für anspruchsvolle Anwendungen in der industriellen Bildverarbeitung, Robotik und Qualitätskontrolle. Sie erfassen Form, Lage und Höheninformationen von Objekten präzise und werten so auch komplexe Geometrien, unterschiedliche Objektpositionen und feinste Details zuverlässig aus. Zusätzlich liefern das Intensitäts- und das Konfidenzbild Informationen zur Intensität des empfangenen Lichts und zur Qualität der einzelnen Messpunkte. Integrierte Filter bereiten die 3D-Punktwolke direkt im Sensor auf.
3D-Sensoren M3DS auf einen Blick
Zwei Verfahren für unterschiedliche Messaufgaben
Detailreiche Punktwolken durch hohe Auflösung
Falschfarbendarstellung, Konfidenz- und Intensitätsbilder
Modellvarianten für kleine und große Messvolumen
GenICam-Schnittstelle und SDK für eine flexible Integration
Robuste Sensoren mit Schutzart IP67
Streifen- und Phasenmethode für unterschiedliche Anforderungen
Je nach Messaufgabe kann zwischen dem Streifen- und Phasenverfahren gewählt werden. Das Streifenverfahren eignet sich für eine robuste Datenerfassung bei reflektierenden Metalloberflächen oder kurzen Belichtungszeiten. Das Phasenverfahren ermöglicht die detailreiche Abbildung feinster Höhenunterschiede und Oberflächenstrukturen.
Zusätzliche Bildinformationen für eine umfassende Auswertung
Zusätzlich zur 3D-Punktwolke liefert der Sensor ein Konfidenzbild, das die Qualität jedes einzelnen Messpunkts visualisiert. Unsichere oder unvollständige Messbereiche werden sofort sichtbar und ermöglichen eine präzise Bewertung der aufgenommenen 3D-Daten.
Das Intensitätsbild stellt die Oberflächenreflexion als hochauflösendes Grauwertbild dar. Gemeinsam liefern die 3D-Punktwolke, das Konfidenz- und Intensitätsbild geometrische und optische Informationen für Identifikations-, Inspektions- und Qualitätskontrollen.
Detailreiche 3D-Daten durch hohe Auflösungen
Die M3DS-Serie liefert mit Kameraauflösungen von 5 und 12 Megapixeln besonders detailreiche Punktwolken. Dank der hohen Punktdichte können selbst in anspruchsvollen Anwendungen komplexe Objektgeometrien präzise erfasst und feine Strukturen sowie Höhenunterschiede zuverlässig erkannt werden.
Schnelle Datenverarbeitung direkt im Sensor
Die hohe Aufnahmegeschwindigkeit ermöglicht eine zuverlässige Erfassung bei kurzen Zyklus- und Taktzeiten. Da die vollständige Berechnung der 3D-Punktwolke direkt im Sensor erfolgt, ist keine separate Grafikkarte oder externe Rechenhardware erforderlich. Über die 1- bis 10-Gbit/s-Ethernet-Schnittstelle werden die 3D-Daten an die nachgelagerten Systeme übertragen. Dies vereinfacht die Systemarchitektur, reduziert den Integrationsaufwand und ermöglicht eine effiziente Einbindung in anspruchsvolle Produktionsprozesse.
Robuste 3D-Sensoren für industrielle Umgebungen
Temperaturstabilität
Präzise 3D-Messungen erfordern Messergebnisse, die unabhängig von den Umgebungsbedingungen stabil bleiben. Eine aktive Heizung und Kühlung mit integriertem Lüfter sorgt dafür, dass der Sensor seine optimale Betriebstemperatur schneller erreicht und diese konstant hält. Dadurch werden Warmlaufzeiten verkürzt, die Temperaturabweichungen minimiert und langfristig reproduzierbare Messergebnisse sichergestellt.
Schock- und vibrationsbeständig
Die robuste Mechanik und Optik ist speziell für den Einsatz in industriellen Umgebungen ausgelegt und gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit. Selbst bei Vibrationen, Erschütterungen oder Maschinenbewegungen (beispielsweise am Roboterarm) liefert der Sensor verlässliche und präzise Messergebnisse. Dadurch ist ein stabiler Betrieb auch unter anspruchsvollen Produktionsbedingungen sichergestellt.
Staub- und wassergeschützt
Die Schutzart IP67 schützt den Sensor zuverlässig gegen Staub, Schmutz und das zeitweilige Eindringen von Wasser. Er eignet sich daher besonders für den Einsatz in Produktionsbereichen mit erhöhten Umwelteinflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit oder Staub. Die gekapselte Bauweise schützt die empfindliche Sensorik und trägt zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit sowie zu einem wartungsarmen Betrieb bei.
3D-Sensoren für unterschiedliche Messvolumen
M3DS1xx für kleine Messvolumen
Die Sensoren der M3DS1xx-Serie verfügen über 5- und 12-Megapixel Auflösung und decken Messvolumen von 65 × 50 × 40 mm bis 295 × 245 × 200 mm ab. Sie eignen sich für Anwendungen mit kleinen Objekten oder feinen Strukturen.
M3DS2xx für große Messvolumen
Die M3DS2xx-Serie ist mit ihren Messvolumen von 590 × 490 × 400 mm bis 1.300 × 1.000 × 1.000 mm optimal für große Arbeitsbereiche ausgelegt. Damit ermöglicht sie eine präzise Erfassung von Kisten, Paletten und größeren Objekten.
Filtermöglichkeiten für aufbereitete 3D-Daten
Verschiedene Filter können direkt im Sensor auf die erzeugte 3D-Punktwolke angewendet werden. Sie entfernen irrelevante Messpunkte, reduzieren die Datenmenge und erleichtern die anschließende Verarbeitung im nachgelagerten System.
Medianfilter
SOR-Filter
Höhenfilter
Der Höhenfilter begrenzt die Punktwolke auf einen definierten Bereich und blendet Messpunkte außerhalb dieses Bereichs aus.
Qualitätsfilter
Werksseitige Kalibrierung für präzise Messergebnisse
Die Sensoren der M3DS-Serie sind werksseitig kalibriert und umfassend geprüft. Dadurch steht die volle Messgenauigkeit unmittelbar nach der Inbetriebnahme zur Verfügung, ohne dass zusätzliche Kalibrierschritte oder regelmäßige Rekalibrierungen erforderlich sind. Das reduziert den Inbetriebnahme- und Wartungsaufwand und gewährleistet stabile und reproduzierbare Messergebnisse im laufenden Betrieb.
Einfache Inbetriebnahme dank vorkonfigurierter Funktionen
Die M3DS-Sensoren bieten verschiedene Funktionen, die eine schnelle Inbetriebnahme ermöglichen. Auto Adjust, wählbare Geschwindigkeits- und Genauigkeitseinstellungen sowie vordefinierte Presets reduzieren den Einrichtungsaufwand und erleichtern die Anpassung für unterschiedliche Messaufgaben.
Auto Adjust
Auto Adjust passt die wichtigsten Aufnahmeparameter automatisch an die erfasste Szene an. Das vereinfacht die Sensorkonfiguration und sorgt für eine gleichmäßige Qualität der 3D-Punktwolke.
Geschwindigkeit oder Genauigkeit
Je nach Anwendung kann die 3D-Erfassung entweder auf eine höhere Aufnahmegeschwindigkeit oder eine gesteigerte Messgenauigkeit ausgerichtet werden. So lässt sich der Sensor gezielt an kurze Taktzeiten oder besonders hohe Genauigkeitsanforderungen anpassen.
Presets
Dunkle Objekte
Abgestimmte Parameter unterstützen die Erfassung dunkler und lichtabsorbierender Oberflächen, um eine stabile Signalerfassung und vollständige 3D-Punktwolken zu gewährleisten.
Reflektierende Objekte
Speziell abgestimmte Einstellungen reduzieren Überbelichtung und Messartefakte bei reflektierenden oder metallischen Oberflächen.
Transparente Objekte
Optimierte Aufnahmeparameter minimieren die Auswirkungen von Lichtdurchtritt und Streueffekten bei transluzenten Materialien.
Hohe Genauigkeit
Diese Einstellung maximiert die Messgenauigkeit und die Qualität der Punktwolken bei präzisen Mess- und Inspektionsaufgaben.
Einfache Integration in industrielle Systeme
GenICam
Dank der Unterstützung des GenICam-Standards lassen sich die 3D-Sensoren nahtlos in bestehende Machine-Vision-Systeme integrieren. Die standardisierte Parametrierung reduziert den Integrationsaufwand und ermöglicht die herstellerübergreifende Einbindung in Softwarelösungen wie MVTec HALCON, NeuroCheck und weitere GenICam-kompatible Bildverarbeitungssysteme.
Software Development Kit
Integration in Robotikanwendungen
Die M3DS-Sensoren lassen sich durch vorbereitete Kalibrierungsbeispiele unkompliziert in Anwendungen wie Bin Picking, Pick-and-Place oder Robot Guidance integrieren. Funktionen wie die Hand-Auge-Kalibrierung ermöglichen eine präzise räumliche Zuordnung zwischen 3D-Sensor und Roboter. Beispielprojekte auf Basis des SDK unterstützen die Umsetzung und reduzieren den Integrationsaufwand.
Programmbeispiele auf GitHub
Auf GitHub stehen Referenzimplementierungen und Beispielprojekte für die Integration der 3D-Sensoren zur Verfügung. Die bereitgestellten Lösungsansätze können als Ausgangspunkt für eigene Anwendungen genutzt werden.
Anwendungen mit 3D-Sensoren
3D-Sensoren für Robot Guidance
3D-Sensoren für Inspektionsaufgaben
3D-Oberflächeninspektion von Druckguss-Motorgehäusen
Bei der Herstellung von Druckguss-Gehäusen für Elektromotoren aus Aluminium muss eine Qualitätsprüfung der Gussteile im Mikrometerbereich sichergestellt werden. Dazu werden geometrische Parameter vollautomatisiert per Licht dreidimensional geprüft. Die entstehenden 3D-Punktwolken geben Aufschluss über sämtliche Prüfwerte des Objekts und ermöglichen so einen reibungslosen Qualitätscheck.
Gemischte Verpackungspalettierung in der Logistik
Die Verpackungspalettierung stellt Kartons unterschiedlicher Größe und Form automatisch zu stabilen Paletten zusammen. An der Zuführung werden Kartons durch 3D-Sensoren in Abmessungen, Position und Orientierung erfasst. Ein zweites System kontrolliert den Aufbau der Palette. Die 3D-Daten ermöglichen der Robotersteuerung eine präzise Platzierung und ein Kollisionsfreies Arbeiten.
