(Bild: Pepperl+Fuchs)
Die Laserlichtschnitt-Sensoren SmartRunner Matcher eignen sich zur Erkennung von Anwesenheit, Vollständigkeit und Lage/Position von Objekten oder Objektteilen über Höhenprofile in der automatisierten Serienfertigung.
Pepperl+Fuchs
Bei solchen und vergleichbaren Aufgabenstellungen sind Laserlichtschnitt-Sensoren eine vergleichsweise einfache, gegen Störungen unempfindliche Lösung, die auch anspruchsvolle Prüfaufgaben übernehmen kann. Die Besonderheit dieses optischen Prüfverfahrens ist ein Laserstrahl, der eine Linie auf das zu detektierende Objekt projiziert und somit stets einen gut auswertbaren Kontrast liefert, unabhängig von Farben, Oberflächen, Hintergründen und möglichen Fremdlichteinflüssen. Weil die Lichtquelle, das Prüfobjekt und die Kamera ein Dreieck bilden, lassen sich die Positionen aller Bildpunkte auf der Projektionslinie über das Triangulationsprinzip genau berechnen. Dieses Messverfahren – eine clevere Kombination aus Lichtschnittverfahren und Vision-Funktionalität – liefert hochpräzise Ergebnisse überall dort, wo sich Objekte und Zustände über Höhenprofile definieren lassen.
Die Lichtschnitt-Sensoren vom Typ SmartRunner Matcher von Pepperl+Fuchs sind ab Werk darauf optimiert, das erfasste Höhenprofil mit dem im Speicher hinterlegten Referenzprofil zu vergleichen. Für die Auswertung sind weder Programmierarbeiten notwendig noch ist Spezial-Know-how erforderlich. Die gewünschte Szene lernt man ein und parametriert über den selbsterklärenden Bedienassistenten die zum optimalen Betrieb erforderlichen Parameter. Anschließend ist der Sensor betriebsbereit und gibt das jeweilige Detektionsergebnis als Gut- oder Schlecht-Signal über den Schaltausgang an die Steuerung weiter.
Auf die Schnelle
- Laserlichtschnitt-Sensoren erkennen Höhenprofile von Objekten und vergleichen diese mit dem hinterlegten Referenzprofil.
- Das gewünschte Höhenprofil wird eingelernt und der Sensor über einen selbsterklärenden Bedienassistenten parametriert.
- Für die Auswertung des Höhenprofils sind weder Programmierarbeiten notwendig noch ist Spezial-Know-how erforderlich.
- Das Laserlicht liefert stets einen gut auswertbaren Kontrast, unabhängig von Farben, Oberflächen, Hintergründen und möglichen Fremdlichteinflüssen.
- Die Sensoren eignen sich zur Erkennung von Anwesenheit, Vollständigkeit und Position von Objekten oder Objektteilen.
- Sensorvarianten für große Erfassungsbereiche und hohe Auflösung erweitern die möglichen Anwendungen.
Anwendungen in allen Industriezweigen
Mit dieser einfachen Vorgehensweise lassen sich die Laserlichtschnitt-Sensoren einfach in Maschinen und Fertigungsprozesse integrieren. Die Anpassung des Sensors an die gewünschte Aufgabenstellung erfordert nur wenig Aufwand. Daher sind sie in unzähligen Prüfaufgaben in vielen Industriezweigen einsetzbar, von der Automobilindustrie bis zur Verpackungstechnik.
Vor dem Verpacken von Buntstiften beispielsweise überprüft der Sensor, ob die Stifte vollständig sind und korrekt auf dem Band liegen. In der Lebensmittelindustrie gilt es sicherzustellen, dass Behälter und (Plastik-)Schalen vor dem Befüllen korrekt ausgerichtet und nicht verdreht sind. In allen derartigen Anwendungen erfüllen die Laserlichtschnitt-Sensoren ihre Aufgabe mit sehr hoher Zuverlässigkeit. Dabei ist es egal, ob die Verpackungen weiß oder schwarz sind, ob sie spiegeln und nur wenig Kontraste aufweisen – die Laserlichtschnitt-Sensoren erkennen die Objekte immer zuverlässig anhand ihrer Höhenprofile.
Um dem jeweiligen Einsatzzweck bestmöglich gerecht zu werden, hat der Hersteller verschiedene Sensorvarianten entwickelt. So gibt es eine Extended-Variante, deren interner Speicher bis zu 32 Referenzprofile abspeichern kann. Dies ist von Vorteil, wenn Maschinen und Anlagen von häufigen Produktionsumstellungen betroffen sind. Ohne weiteren Teach-Vorgang lässt sich dann das aktuell benötigte Erkennungsprofil aus dem Speicher abrufen.
Eine typische Anwendung für Laserlichtschnitt-Sensoren: Vollständigkeitserkennung von Stiften. Pepperl+Fuchs
Bei der Sensorvariante vom Typ VLM700 ist die Reichweite vergrößert. Das System kann Objektprofile in Abständen zwischen 100 und 700 mm detektieren, bei einem Erfassungsbereich in X-Richtung von bis zu 300 mm. In der Automobilindustrie finden sich zahlreiche Anwendungen, zum Beispiel beim Unterscheiden von Auspuffanlagen. Für jedes Fahrzeugmodell beziehungsweise jede Motorvariante ist ein bestimmter Auspufftyp vorgesehen. Die Unterscheidung findet zum Beispiel anhand von Blechen an bestimmten Positionen des Auspuffs statt. Sobald er auf dem Band unter den Lichtschnitt-Sensor fährt, erhält dieser ein Triggersignal und erfasst die betreffende Stelle des Auspuffs. Befindet sich das Blechprofil an der korrekten Stelle, dann stimmt das aktuelle Auswerteergebnis mit dem eingelernten Referenzprofil überein. Über den Schaltausgang gibt der Sensor daraufhin das OK für den Einbau des Auspuffs an die Steuerung. Fehlt das Blech oder befindet es sich an der falschen Stelle, findet der Sensor keine Übereinstimmung und gibt ein ‚Schlecht-Teil‘-Signal aus. Damit weiß die Steuerung, dass dieser Auspuff nicht verwendet werden darf. Weitere Anwendungsbeispiele aus der Automobilindustrie sind das Überprüfen von Skidbolzen an Montageschlitten oder der Klebestellen von Antivibrationspads. Auch kleine Objekte wie Niete, Schrauben, Clips und Blindstopfen lassen sich durch die hohe Präzision der Laserlichtschnitt-Technik zuverlässig prüfen. Und es spielt dabei keine Rolle, ob diese metallisch glänzen oder mit Öl verschmutzt sind oder sich nicht vom Hintergrund unterscheiden. Die Lichtschnitt-Sensoren arbeiten in allen Situationen zuverlässig.
Adleraugen für hochpräzise Prüfaufgaben
Auch für sensorisch besonders anspruchsvolle Prüfaufgaben, für die bisher ein erheblich höherer Aufwand notwendig war, gibt es jetzt einen geeigneten Sensor: Diese Sensor-Variante hat eine erhöhte Auflösung von 1280 x 960 Pixeln und eine Auswertegeschwindigkeit von 30 Hz. Damit erkennt dieses Sensorsystem minimale Objektunterschiede von 0,25 mm in X-Richtung und 0,2 mm in Z-Richtung (Höhe). Eine industrielle Anwendung dafür ist das Prüfen der Vakuumverpackung von Marmeladengläsern. Bei einem korrekt verschlossenen Glas ist der Deckel aufgrund des Vakuums geringfügig nach innen gewölbt, anderenfalls bleibt er plan. Für das menschliche Auge ist dieser Unterschied kaum zu erkennen, aber den Adleraugen der hochauflösenden Sensor-Variante bleibt der Unterschied nicht verborgen.
Bei allen SmartRunner-Matcher-Varianten hat Pepperl+Fuchs Lichtquelle, Kamera und Auswerteeinheit optimal aufeinander abgestimmt. Die SmartRunner-Sensoren zeichnen sich durch viele interessante Eigenschaften und Fähigkeiten aus, zum Beispiel die einmalige Kombination zwischen Lichtschnitt- und Vision-Sensor in kompakter Bauform, welche es dem Anwender ermöglicht neben dem Höhenprofilvergleich auch 2D-Bilder zu erhalten. Ein integrierter Decoder erlaubt schnelles Umkonfigurieren oder das Klonen der Sensoreinstellungen über Data Matrix Codes. Dazu muss man lediglich eine Codekarte in den Erfassungsbereich halten. Eine weitere Besonderheit der SmartRunner Matcher-Sensoren ist die Fähigkeit X-, Z-Verschiebungen von Objekten zu ermitteln, deren Profile zwar korrekt erkannt werden, aber innerhalb gewisser Toleranzgrenzen verschoben sind. Diese Abweichungen können die Sensoren beispielsweise einer Robotersteuerung als Korrekturdaten zur Verfügung stellen.
