Eine typische Anwendung in der industriellen Automatisierung: 3D-Punktewolkenerfassung für die Vermessung von Tafelblechen. (Bild: Micro-Epsilon)
Aufgrund ihrer Flexibilität und Genauigkeit sind Laserscanner von Micro-Epsilon Messtechnik in zahlreichen Branchen zu finden. Im Folgenden sind verschiedene Einsatzszenarien beschrieben:
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2D-Profilauswertung im Sensorkopf beim 3D-Betondruck
Smarte Micro-Epsilon Laser-Profil-Scanner werden zur Prozessregelung beim 3D-Betondruck eingesetzt. Die Kombination aus hoher Dynamik, kompakter Baugröße und geringem Sensorgewicht prädestiniert die Sensoren für die Anwendung am Roboter. Dort messen sie den Betonstrang unmittelbar nach dem Auftrag. Dank großer Messbereiche sowie der integrierten Signalberechnung und Auswertung wird der komplette Strang schnell und präzise vermessen und das bewertete Messsignal direkt an die Steuerung übertragen. Diese schnelle und direkte Auswertung ermöglicht eine unmittelbare Prozessregelung, um beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit oder die Auftragsmengen zu variieren und damit das Druckergebnis zu verbessern.
2D-Profilmessung von Schienen beim High-Speed-Grinding
Das Bahntechnik-Unternehmen Vossloh setzt für die Instandhaltung von Schienen sein High Speed Grinding Verfahren ein. Dabei werden Schienen bei Fahrtgeschwindigkeiten von bis zu 80 km/h geschliffen. Während des Schleifvorgangs ist eine präzise Profilvermessung von großer Bedeutung. Für diese Messungen setzt Vossloh auf die scanCONTROL Laserscanner von Micro-Epsilon. Die Scanner messen die Schienenquer- und Längsprofile, die Rillengeometrie und die Spurweite. Die ermittelten Messwerte werden im laufenden Betrieb an die Schleifzüge weitergegeben. Damit kann das Schleifprogramm auf Basis der Messergebnisse angepasst werden. Des Weiteren erfolgt dadurch eine Rückmeldung zur Schleifqualität.
2D-Profilmessungen in der Batterieproduktion
Die scanCONTROL Sensoren werden von zahlreichen Herstellern in der Batterieproduktion eingesetzt. Beispielsweise prüfen die Scanner Schweißnähte und Kleberaupen auf Batteriegehäusen, um Fehlstellen direkt zu erkennen. Darüber hinaus überwachen die Scanner die Bahnkanten von Batteriefolien, bei der die Randüberhöhung an den Beschichtungskanten von Kathoden und Anoden überwacht wird. Auch bei der Ausrichtung der Rundzellen im Montageprozess von Batterien sind Laserscanner erforderlich. Hierbei spielen die korrekte Ausrichtung sowie die Höhe der einzelnen Zellen zueinander eine wichtige Rolle. Bei dieser Anwendung werden die Zellen mit den Profilsensoren gescannt. Grenzwerte werden direkt in der Configuration Tools Software definiert und im Scanner hinterlegt. Die bewerteten Messdaten lassen sich direkt an die Anlagensteuerung ausgegeben
3D-Punktewolkenerfassung für die Vermessung von Tafelblechen
Das Unternehmen Dimensionics hat einen Messtisch entwickelt, der mit Laser-Profilsensoren von Micro-Epsilon arbeitet. Die Sensoren messen Blechzuschnitte und überprüfen diese auf Breite, Länge, Winkel, Geradheit, Durchbiegung (konvex/konkav) sowie die Planarität der Blechkanten. Dafür sind zwei Laser-Profilscanner der Serie scanCONTROL 3000 auf dem XY-Tisch montiert. Jeder Scanner hat einen Messbereich von 25 mm und wird über zwei Kanten in X- oder Y-Richtung der Bleche geführt. Dank der Blue-Laser-Technologie erreichen die Sensoren hohe Präzision und zuverlässige Ergebnisse auf den anspruchsvollen metallischen Oberflächen. Die Messdaten des Scanners werden per Gigabit-Ethernet zur Bewertung an die Anlagen-Software übertragen. Anhand der Daten lassen sich mögliche Produktionsfehler wie etwa unsaubere Kanten oder Maßabweichungen durch ungenaue Positionierung erkennen.
Smarte Laserscanner für 2D-Profilmessungen
Die scanCONTROL Laserscanner erzielen eine sehr gute Signalstabilität und dadurch präzise Messergebnisse. Die hohe Profilrate mit bis zu 10 kHz prädestiniert diese Sensoren für dynamische Messaufgaben, die Profilauflösung mit bis zu 2048 Punkten/Profil für die Erfassung kleinster Details. Je nach Anwendung stehen verschiedene Messbereiche zur Verfügung. Abhängig vom Messobjekt werden Scanner mit rotem Laserlicht oder mit der patentierten Blue-Laser-Technologie eingesetzt. Für Profilmessungen eignen sich die Laserscanner der Reihe scanCONTROL SMART. Diese verarbeiten 2D-Messaufgaben im integrierten Controller. Typische Messaufgaben sind die Erfassung und Bewertung von Profil, Breite, Höhe, Tiefe, Kante, Raupe, Spalt, Winkel, Rundheit und anderer Werte.Dank integriertem Controller und der kompakten Bauform können die Scanner auch in kleine Bauräume integriert werden. Die Konfiguration erfolgt über die scanCONTROL Configuration Tools Software. Diese bietet über 40 Messprogramme mit insgesamt mehr als 90 Auswertungen. Die Programme werden auf den Scanner übertragen, der im Standalone-Betrieb die Messung, Bewertung und Ausgabe übernimmt.
3D-Prüfung von Kreissägeblättern
Um einen vibrationsarmen Schnitt mit Kreissägen zu ermöglichen, sind hochpräzise Klingen an den Sägeblättern erforderlich. Dies sorgt nicht nur für einen exakten Schnitt, sondern ist insbesondere auch für die Sicherheit des Bedieners unerlässlich. Die scanCONTROL Profilsensoren werden für die Erfassung der einzelnen Klingen genutzt. Die eingesetzten Modelle haben dabei eine laterale Auflösung von 12 µm. Die erzeugte 3D-Punktewolke wird anschließend in 3DInspect ausgewertet. Hier sind vor allem die verschiedenen Klingenwinkel und Schneidebenen von Bedeutung. Da der Scanner über einen Encoder-Anschluss verfügt, kann eine realitätsgetreue Abbildung ohne Verzerrung erzeugt werden. Die Software führt die geometrischen Vermessungen durch und bewertet sie anhand vordefinierter Grenzwerte. Für diese Applikation wird die 3DInspect Software auf der speziell hierfür abgestimmten, hochperformanten Industrial Performance Unit ausgeführt. Dieser Industrie-PC kann direkt im Schaltschrank an der Hutschiene montiert werden und überträgt die Ergebnisse sowie die Bewertung direkt über Profinet bzw. Ethernet/IP an die Steuerung.
Leistungsstarke 3D-Messungen
Neben der 2D-Profilerfassung eignen sich die scanCONTROL Laserscanner auch für 3D-Messaufgaben. Die Sensoren generieren hochpräzise 3D-Daten, die dank dem GenICam/GigE-Vision Standard zur individuellen Weiterverarbeitung genutzt werden können. Zur Anbindung steht ein umfangreiches SDK zur Verfügung, das beispielsweise Funktionsblöcke für die Sensorsteuerung und Messwertübertragung beinhaltet. Mit der Software 3DInspect bietet Micro-Epsilon ein leistungsstarkes Softwaretool zur Parametrierung, Datenaufnahme und Bearbeitung. Die Software ermöglicht die intuitive Erkennung und Kombination von Programmen, die auf die Punktewolken angewendet werden können. Die 3D-Punktewolken können beliebig weiterverarbeitet und ermittelte Messwerte an die Steuerung ausgegeben werden. Die 3D-Sensoren von Micro-Epsilon und die Software 3DInspect ermöglichen die Erfassung und Auswertung echter 3D-Daten, das sogenannte Valid3D, und somit nicht nur 2.5D wie meist üblich. Das bedeutet, dass jeder x-y-Koordinate mehrere z-Koordinaten zur Verfügung stehen und damit zum Beispiel Punktewolken ohne Datenverlust in allen Achsen rotiert werden können.
