Smarter, kompakter, präziser: Die neue Generation der 3D-Laserscanner

Die scanCONTROL 8500 Laserscanner definieren die 3D-Messtechnik neu: extrem kompakt, hochpräzise, flexibel integrierbar und weltweit die ersten ihrer Klasse mit Green-Laser-Technologie.

Erstmals erfolgt bei der scanCONTROL-Serie neben der 2D-Auswertung auch die vollständige Verarbeitung der 3D-Daten direkt im Sensor. Somit sind keine externen Steuergeräte bzw. Rechner erforderlich und der Integrationsaufwand sowie die Latenzen und Datenmengen reduzieren sich deutlich. Trotz der integrierten Recheneinheit sind die scanCONTROL-Sensoren äußerst kompakt ausgeführt. So lassen sich die derzeit kleinsten Sensoren dieser Klasse auf dem Markt einfach und schnell in bestehende Anlagen integrieren.

Der integrierte CMOS-Bildsensor im scanCONTROL 8500 liefert bis zu 4.224 Messpunkte pro Profil und bis zu 25 Mio. Punkte pro Sekunde, was einer Auflösung in 4K entspricht. Entscheidend ist dabei die tatsächliche Nutzbarkeit: Die Optik ist darauf ausgelegt, die 4K-Auflösung vollständig auszuschöpfen. So entstehen selbst bei komplexen Strukturen präzise und zuverlässige Messergebnisse. Zudem arbeitet der Sensor mit einer Profilfrequenz von 10 kHz. Hiermit erreicht er eine sehr hohe Genauigkeit und weist eine äußerst geringe Linearität von lediglich 0,005 % auf. Aufgrund der hohen Schutzart gemäß IP67 lässt sich der Sensor auch in raue industrielle Bereiche integrieren.

Beide Modelle stehen aktuell in den Messbereichen 25, 50 und 100 mm zur Verfügung. Zudem ist für jeden Anwender das passende Kühlkonzept erhältlich: passiv oder aktiv gekühlt oder als kundenspezifische Variante.

Green-Laser-Technologie für eine hohe Signalstabilität

Beide Modelle sind erstmals mit der Green-Laser-Technologie ausgestattet, die die Vorteile von blauen und roten Lasern kombiniert. Fällt grünes Licht auf die Empfangseinheit, erzeugt der CMOS-Bildsensor ein äußerst starkes, sauberes Signal mit bester Signalstabilität und minimalem Rauschen. Das ermöglicht das Messen auch auf glänzenden, organischen und transparenten Oberflächen. Durch kürzere Belichtungszeiten und höherer Reproduzierbarkeit erweitert der grüne Laser den Einsatzbereich erheblich.

Aufgrund des grünen Laserlichts ist der Sensor äußerst unempfindlich gegenüber Fremdlicht. In Produktionsanlagen mit großflächig verteilten LED-Leuchten ist zum Beispiel der blaue Anteil des Lichts sehr hoch, in Umgebungen mit viel Tageslicht eher der rote Anteil, was sich negativ auf Sensoren mit blauem oder rotem Laser auswirkt. Der grüne Laser weist hingegen eine sehr gute optische Filterbarkeit auf, besitzt ein niedriges fremdlichtbedingtes Grundrauschen und ist sehr robust bei wechselndem Lichteinfall, was ihn universell einsetzbar macht.

Mittels Software individuelle Messprogramme erstellen

Anwender können zusammen mit dem Sensor eine sogenannte SMART-Lizenz erwerben. Hiermit lassen sich mit der Software 3DInspect individuelle Messprogramme erstellen und mittels Ethernet auf den Sensor übertragen. So kann der Scanner autark arbeiten und Messergebnisse direkt ausgeben – ohne externe Steuergeräte oder IPCs. Auch alle weiteren Einstellungen und das Parametrieren des Sensors lassen sich einfach über 3DInspect durchführen.

Für einen schnellen Datenaustausch mit geringer Latenz können Anwender außerdem über Ethernet nachgelagerte Systeme wie speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) verbinden, um die Messergebnisse weiter zu verarbeiten. Um die optimale Vernetzbarkeit in smarten Infrastrukturen und Produktionen sicherzustellen, stattet der Hersteller die Sensoren zudem mit den industriellen Schnittstellen PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP sowie Modbus TCP aus.

War die Datenauswertungsoption bei den Vorgängermodellen noch hardwaregebunden, lassen sich die scanCONTROL-8500-Scanner jederzeit softwareseitig upgraden. So müssen Anwender bei der nachträglichen Entscheidung die integrierten SMART-Funktionen zu verwenden, keinen neuen Sensor bestellen, sondern können ihn einfach und schnell softwareseitig anpassen, was Kosten und wertvolle Integrationszeit spart.

Alternativ zur Micro-Epsilon SMART-Auswertung können Anwender den Bildverarbeitungsstandard GigE Vision nutzen, um ihre Daten mittels GenICam in ihre eigene Software zu integrieren, was die Flexibilität der Sensoren deutlich erhöht. Eine Auflistung bereits unterstützter Drittanbieter ist auf der Unternehmensseite zu finden. Weitere Anbieter können bei Bedarf angefragt werden.

Pinprüfung von Steckverbindern

Sensoren der Serie scanCONTROL 8500 kommen bei der optischen Qualitätssicherung in der industriellen Produktion zum Einsatz. Bei der Pinprüfung von Steckverbindern ist die exakte Lage und Vollständigkeit der Pins ein entscheidender Qualitätsfaktor in der automatisierten Fertigung von Kabelbäumen und Steckverbindern. Die Sensoren erfassen die Steckeroberfläche und erzeugen ein hochpräzises Höhen- bzw. Profilbild der gesamten Pinreihe. So lassen sich Anzahl, Lage und Ebenheit der Pins schnell, reproduzierbar und mit hoher Auflösung überprüfen.

Präzise 3D-Geometrieprüfung von Batterie-Rundzellen

Ein weiterer Einsatzbereich findet sich beim Fertigen von Batteriezellen, genauer bei der Produktion von Rundzellen. Hier sind ein exaktes Positionieren und Ausrichten der einzelnen Zellen für die Qualität und Sicherheit entscheidend. Schräg sitzende oder falsch eingebrachte Zellen bergen das Risiko von Kurzschlüssen, unzureichendem elektrischem Kontakt oder mechanischen Schäden im weiteren Produktionsprozess. Die scanCONTROL-8500-Sensoren erfassen die Geometrie der Batteriezelle mit einer hohen Auflösung und prüfen sowohl die korrekte Ausrichtung als auch die exakte Einbauhöhe jeder einzelnen Zelle.

Überprüfen von Kleberaupen

In modernen Produktionsprozessen, insbesondere in der Automobil-, Verpackungs- und Elektronikindustrie, ist die Applikation von Klebstoffen ein entscheidender Qualitätsfaktor. Die scanCONTROL-8500-Sensoren kommen hierbei zum präzisen Überwachen des Klebeauftrags zum Einsatz. Dabei befestigt man die Scanner stationär oder direkt am Roboter, wobei sie Höhe, Breite und Position der Raupe ermitteln. So erfolgt die Qualitätskontrolle unmittelbar am Bauteil, was die Prozesssicherheit und Qualität der Endprodukte erhöhen.

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