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Haargenau oder Haarspalterei?

Vorteile der Full-HD-Auflösung von Bildverarbeitungssensoren
Haargenau oder Haarspalterei?

Bei der Dokumentation hochpräziser Bestückungsprozesse und Fertigungsergebnisse stellt 3D-Bildverarbeitung einen der aktuell interessantesten Sensoriktrends in der Automatisierungstechnik dar. Dabei kommt es Anwendern auf kompakte Bauformen, einfache Bedienbarkeit sowie neueste Prozessor- und Datenübertragungstechnik an.

Der Ecco 75.100 von Smartray gehört zu den weltweit ersten 3D-Lasersensoren mit einer Bildauflösung in Full HD-Qualität: Jedes 3D-Messprofil, das der Sensor erzeugt, besteht aus fast 2000 Höhenpunkten. In allen drei Dimensionen kann mit der Serie Ecco 75 eine Auflösung von bis zu 1,5 µm erreicht werden. Gleichzeitig arbeitet der Sensor bei aller Präzision hochgradig prozesssicher, da er auch bei hohen Geschwindigkeiten und einem schwierigen Einsatzumfeld sehr stabile und valide Messergebnisse liefert.

Damit bietet er mit seinem leistungsfähigen Dual-Core-Prozessor im industriellen Umfeld eine sehr hohe Messqualität, die unter anderem bei der Form-, Oberflächen- und Vollständigkeitsprüfung, bei der Anwesenheits-, Positions- und Lageerkennung sowie bei der dimensionellen Prüfung geometrischer Maße und Toleranzen neue Möglichkeiten eröffnet. Die fertigungsnahe Integration in Mess-, Prüf-, Steuerungs- und Dokumentationssysteme wird durch die Highspeed Gigabit-Ethernet-Schnittstelle unterstützt, die die Datenübertragung in Echtzeit zwischen dem Sensor und den betreffenden Systemen sicherstellt.
Ein intelligentes Optikkonzept, ein ultraschneller Prozessor für mehr als etwa 9 Millionen gescannte 3D-Punkte pro Sekunde und ein vollständig hochauflösendes Auswerteverfahren sorgen dafür, dass auch feinste Merkmale und kleinste Fehler beziehungsweise Abweichungen zuverlässig zu erkennen – und schaffen dies dank einer möglichen Auflösung von bis zu 1,5 µm. Wie präzise das Messverfahren arbeitet, verdeutlich ein Größenvergleich: Das menschliche Haar ist etwa 70 µm dick, Aluminiumfolie wird typischerweise auf Stärken von 10 µm bis 15 µm gewalzt und ein Staubkorn hat einen Durchmesser von etwa 1 µm bis 5 µm.
Diese Detailgenauigkeit ermöglicht es beispielsweise, in der Elektronikproduktion zu erkennen, ob ein Schaltungsträger oder die Pins von Bauelementen die prozesstechnisch erforderliche Koplanarität besitzt, ob aufgebrachten Bauteile auf der Leiterplatte in der exakt richtigen Höhe liegen oder ob der Bildschirm für ein Tablet oder Smartphone die erforderliche Oberflächengüte aufweist, das heißt auf voller Fläche eben und maßhaltig ist.
Präzision ist zudem beim Objekthandling im Bereich Elektronik & Solar angesagt, beispielsweise beim crashfreien Greifen und Positionieren von Schaltungsträgern, Mehrfachnutzen und Wafern. In diesen Applikationen, in denen der Laser-Profil-Sensor häufig auf einer bewegten Maschinenstruktur angebracht ist, kommt ihm sein geringes Gewicht zugute.
Auch im Werkzeugmaschinenbau wird Qualität immer öfter zu einer Frage der Einhaltung µm-genauer Maße und Toleranzen. Fräsköpfe, Walzen, Dreh- und Bearbeitungswerkzeugen können heute antriebs- und steuerungstechnisch auf eine µm-genaue Prozessqualität ausgelegt werden. Die Folge: Auch bei Produkten wie Turbinenkomponenten, Bremsscheiben, Zahnstangen oder Kurbelwellen entscheiden oft nicht mal mehr haarfeine Unterschiede über i. O. und n. i. O.
Von seiner sensorischen und auswertetechnischen Leistungsfähigkeit bietet der Ecco 75.100 ein großes Einsatzpotenzial zur Prozesssteuerung und Qualitätskontrolle. Diese Vielseitigkeit geht jedoch nicht zu Lasten der Bedienfreundlichkeit: Ob Einrichten des Sensors, Visualisierung von Bildern oder Ändern von Prüfparametern – das zum Lieferumfang gehörende Starterkit sowie die intuitive Benutzeroberfläche Studio 4 gewährleisten eine einfache Bedienung bei der Inbetriebnahme wie auch im laufenden Betrieb.
Das von Smartray entwickelte Kalibrierverfahren korrigiert beim Set-up wie auch im Austauschfall selbst sehr kleine Unterschiede in der optischen Ausrichtung oder optische Abbildungsfehler – und spart Anwendern dadurch Zeit und Kosten. Die Messwerte können je nach automatisierungs- und steuerungstechnischer Einbindung entweder unkalibriert als Rohdaten oder kalibriert in Millimeter ausgegeben werden. ■
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