Laser-Scanner / Profilmessung
Laser-Profilsensoren sind Laser-Wegmesssensoren, die Höhendaten über eine Laserlinie und nicht über einen einzelnen Punkt sammeln. Dadurch können 2D/3D-Messungen wie Höhenunterschied, Breite oder Winkel mit einem einzigen Sensor durchgeführt werden. Zusätzlich zu den Höhendaten erfassen die KEYENCE-Profilsensoren auch Intensitätsdaten und bieten damit eine stabile Lösung für Messungen und Prüfungen innerhalb der Fertigungslinie. Das Sortiment umfasst eine breite Palette von Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen.
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Produktpalette
Mit der Modellreihe LJ-X8000 können Messungen oder Prüfungen in 2D oder 3D durchgeführt werden. Hierbei liefert der Profillaser 3200 Höhendatenpunkte pro Profil. Damit lassen sich Messobjekte bzw. deren Profil unabhängig vom Material hochauflösend abbilden. Die maximale Laserlinienbreite beträgt 720 mm und es können mehrere Sensoren verwendet werden, um durch Kombination einzelner Linien größere Objekte zu scannen. Die Programmierung erfolgt dabei in drei einfachen Schritten, so dass Benutzer jeder Erfahrungsstufe das System verwenden und exakte Messergebnisse erzielen können. Für maximale Flexibilität bieten wir 3 verschiedene Steuergeräte an. Somit sind Ihnen von einfacher 2D oder 3D Profilerfassung, High-End 3D Bildverarbeitung bis hin zu PC-basierten Lösungen alle Möglichkeiten offen.
Erfassen und vermessen von Profilen in 2D oder 3D mit höchster Geschwindigkeit. Durch die Erfassung der Profildaten mit bis zu 64 kHz können auch schnelle Prozesse in der Fertigung in einer 100%-Kontrolle geprüft werden. Durch die Aufnahme von Höhendaten lassen sich auch Bauteile und Merkmale prüfen, die aufgrund von geringem Kontrast mit einer herkömmlichen Kamera nur schwierig zu erfassen waren. Möglich macht dies ein blauer Laser gepaart mit einem speziell entwickelten CMOS. Dieser zeichnet sich durch einen großen Dynamikbereich aus und ermöglicht es so unterschiedliche Oberflächentypen und -farben in nur einen einzigen Aufnahme stabil zu erfassen. Da die Messköpfe der Modellreihe LJ-V7000 auch mit den Steuergeräten der LJ-X8000 Serie kompatibel sind, ergibt sich eine größtmögliche Flexibilität. So erlaubt Ihnen dieses System 2D-Messungen in hoher Geschwindigkeit bis hin zu komplexen 3D Auswertungen. Die Bedienung ist dabei einfach gehalten und auch für nicht-Bildverarbeitungsexperten problemlos möglich.
Dieser Laserscanner der ersten Generation führt einfache 2D-Messungen durch. Die 2D-Wegmesssensoren der Modellreihe LJ-G5000 können zur Messung von Höhe, Höhenunterschied, Breite und weiteren Merkmalen verwendet werden. Der Laserlinien-Profilsensor vergleicht automatisch die Messwerte mit den Maßtoleranzen und ermöglicht so die Erkennung fehlerhafter Teile oder Prozesse in Echtzeit. Es können bis zu 8 Messungen gleichzeitig durchgeführt und somit eine breite Palette von Inline-Profilmessanwendungen unterstützt werden.
Laser-Profilsensoren sind Laser-Wegmesssensoren, die Höhendaten über eine Laserlinie und nicht über einen einzelnen Punkt sammeln. Sie messen das Profil eines Objekts mit Hilfe der Lasertriangulation, einem Verfahren, bei dem ein Lichtband auf das Messobjekt ausgesandt und das reflektierte Licht mittels eines 2D-CMOS empfangen wird, um die Höhe an zahlreichen Punkten auf der Linie zu erfassen. Messungen wie Höhe, Höhenunterschied, Breite und andere Messungen können von diesem 2D-Profil aus durchgeführt werden, ohne das Messobjekt zu berühren. Durch die Erstellung von Profilen während des Scannens eines Teils können hochauflösende 3D-Darstellungen eines Messobjekts zur Durchführung von 3D-Messungen und -Prüfungen erfasst werden. Die Hochgeschwindigkeitserfassung von hochauflösenden Profilen durch den Laser-Profilsensor ermöglicht zuverlässige Qualitäts- und Prozesskontrolllösungen für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen.
Vorteile von Laserprofilsensoren
Laser-Profilsensoren können Profile berührungslos erfassen und Messungen durchführen. Im Gegensatz zu taktilen Messgeräten, welche das Messobjekt berühren, können Messungen ohne Beschädigung oder Beeinflussung durchgeführt werden. Das Handling der Bauteile wird zudem vereinfacht und der Einfluss des Bedienpersonals minimiert. Dies beseitigt das Risiko menschlicher Fehler, die Abweichung von Messergebnissen aufgrund der Messmethode und beschleunigt zudem die Prüfzeit.
Auf den Oberflächen kratzempfindlicher Produkte und elektronischer Bauteile, die auf empfindlichen Leiterplatten montiert sind, ist die Verwendung von taktilen (berührenden) Messmethoden schwierig. Laser-Profilsensoren hingegen können Messungen an diesen empfindlichen Messobjekten direkt in der Produktion durchführen, ohne dass die Teile für die Prüfung angehalten werden müssen. Aufgrund ihrer berührungslosen Messmethode können Laser-Profilsensoren die Profile von Gummiprodukten, Nahrungsmitteln und anderen weichen Objekten genau messen, ohne die Form des Messobjekts durch den Berührungsdruck zu verändern. Laser-Profilsensoren können Lösungen für automatische 100%-Kontrollen für viele Branchen, Prozesse und Produkte bieten.
Da 1D-Laser-Wegmesssensoren an einem Punkt und nicht auf der gesamten Oberfläche messen, sind sie für die Berechnung von 2D- oder 3D-Messungen wie Höhenunterschiede oder Wölbung nur bedingt geeignet. Laser-Profilsensoren bieten eine Lösung für das Scannen breiter Bereiche in einem einzigen Durchgang und ermöglichen so die Durchführung komplexerer Messungen mit hoher Geschwindigkeit.
Die Durchführung von 2D-Messungen (wie z. B. Höhenunterschieden) mit 1D-Laser-Wegmesssensoren erfordert entweder den Einsatz mehrerer Sensoren oder die Bewegung von Sensor oder Messobjekt durch Linearachsen. Dies kann sich aus Zeit- oder Platzgründen als schwierig erweisen und die Genauigkeit hängt davon ab, wie gut das Bauteil positioniert werden kann. Laser-Profilsensoren messen jedoch die Höhe einer Oberfläche mit Hilfe einer Laserlinie, anstatt eines einzelnen Punktes. Dadurch können Höhendifferenzmessungen über größere Bereiche durchgeführt werden, ohne dass eine Bewegung oder mehrere Sensoren erforderlich sind. Werden 2D-Profilsensoren in der Fertigung eingesetzt, können Höhen-, Winkel- oder Schrittmessungen duchgeführt werden, ohne das Produkt anhalten zu müssen. Dies erhöht den Produktionsduchsatz trotz 100%-Prüfung aller Teile.
Die kamerabasierte Prüfung kann sich bei bestimmten Anwendungen aufgrund von Lichtverhältnissen, mangelndem Farbkontrast oder Höhenunterschieden im Messobjekt als schwierig erweisen. Außerdem ist der Anwendungsbereich auf 2D-Messungen beschränkt, so dass die Höhenprüfung separat durchgeführt werden muss. Laser-Profilsensoren können zudem 3D-Prüfungen und Fehlererkennung bei jedem Material ohne zusätzliche Beleuchtung durchführen.
Bei Verwendung von Matrix- und Zeilenkameras müssen zusätzliche Beleuchtungen installiert werden. In einigen Fällen kann die korrekte Einstellung aufgrund von Unregelmäßigkeiten in Farbe, Muster, Glanz und anderen Merkmalen des Messobjekts schwierig sein. Darüber hinaus können Kameras keine Höhe messen und selbst das Erfassen aus einem Winkel ermöglicht keine zuverlässige Aufnahme, da ein Bild von der Vorderseite zur Rückseite eines Messobjekts nicht vollständig scharf erfasst werden kann. Laser-Profilsensoren können hingegen Höhen ohne externe Beleuchtung messen. Ein Laser-Profilsensor mit nur einem installierten Messkopf kann durch das Erfassen der Objektform von oben für die Prüfung von Höhen- und anderen 3D-Profildaten eingesetzt werden. Laser-Profilsensoren können auch zuverlässige Inline-Profilmessungen durchführen, ohne durch Farbunterschiede, Strukturen und andere Eigenschaften des Messobjekts beeinträchtigt zu werden.
Anwendungsbereiche von Laser-Scannern / Profilmessungen
Automobilindustrie
Hochgeschwindigkeits-Laserprofilsensoren können dem Applikatorsystem (Spenderdüse) folgen, um das 3D-Profil von Dichtstoffen und frisch aufgetragenen Klebstoffen in Echtzeit zu messen und zu prüfen. Da Laser-Profilsensoren nicht von abstrahlendem Licht beeinflusst werden, kann man sie zur Messung von frisch geschweißten Schweißraupen verwenden; hierzu folgen sie dem Brenner des Schweißroboters. Andere Anwendungen sind beispielsweise die Prüfung von Qualitätsmerkmalen von Teilen und Produkten sowie andere 3D-Profilmessungen, die bisher für automatisierte Inline-Prüfungen nicht möglich waren. KEYENCE stellt die nächste Generation von automatisierten 100%-Kontrollen vor, die nur mit Laser-Profilsensoren möglich sind.
Bauteile von Elektrofahrzeugen
Die Batterien - eine der wichtigsten Komponenten von Elektrofahrzeugen - müssen hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards erfüllen. Ein Laser-Profilsensor kann automatisch 100%-Kontrollen in vielen unterschiedlichen Prozessen durchführen, beispielsweise Prüfung der Qualität von Beschichtungsaufträgen bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien und 3D-Profilmessung von Elektroden und Schweißraupen für die Deckelabdichtung von quadratischen Gehäusen. Klicken Sie hier für weitere Beispiele der automatischen Prüfung von Qualitätsmerkmalen von Schlüsselteilen im Zusammenhang mit Motoren und Steckverbindern.
Elektrische und elektronische Bauteile
Der Inspektionsbedarf wächst mit der steigenden Nachfrage nach Smartphones, Tablets und Wearables sowie mit dem Trend zu kleineren Geräten und höherer Funktionalität. KEYENCE stellt Beispiele für automatische 100%-Kontrollen mit Laser-Profilsensoren in der Elektro- und Elektronikteileindustrie vor, darunter die Profilmessung von Leiterplattenverzug und Lötpasten, die auf Leiterplatten aufgetragen werden, die Prüfung von Öldichtungen und O-Ringen beim Einsetzen von Gehäusen sowie die Komplanaritätsprüfung von Pins.
Halbleiter
Laser-Profilsensoren sind sehr geeignet für Halbleiterprozesse, bei denen Präzision und Stabilität sehr wichtig sind, denn sie können messen ohne Einflüsse durch Glanzgrad oder Farbschwankungen. Waferkantenprofil und Positioniergenauigkeit spielen eine große Rolle bei der Reduktion von Verlusten und der effizienten Herstellung von Halbleiterchips. KEYENCE zeigt Beispiele für die Einführung von Laser-Profilsensoren, die zuverlässig präzise Messungen und Prüfungen von Wafern mit einzigartigem Glanz für Profilprüfungen von Kerbenpositionen und Kantenformen bieten.
Höhen- und Höhendifferenzmessung
Ein typisches Problem bei Prüfungen ist das Auftreten von Messfehlern aufgrund der Neigung des Messobjekts. KEYENCE stellt Beispiele für Höhen- und Höhendifferenzmessungen mit einem Laser-Profilsensor vor, der mit einer Neigungskorrekturfunktion für genaue Messungen ausgestattet ist. Die Funktionsweise des Laser-Profilsensors wird anhand eines Beispiels erläutert, das sowohl transparente als auch spiegelnde Oberflächen sowie einen Vergleich mit taktilen Messgeräten umfasst.
Breitenmessung
Laser-Profilsensoren können eine Inline-Messung der Breite eines Messobjekts in jeder beliebigen Position durchführen. KEYENCE zeigt Beispiele, unter anderem einen Fall, bei dem ein Laser-Profilsensor zur Breitenmessung von Elastomeren verwendet wird. Es werden auch alternative Lösungen für berührungslose Breitenmessung erläutert.
Winkelmessung
Laser-Profilsensoren können Winkel schnell und präzise messen, ohne dass mehrere Messköpfe oder externe Berechnungen erforderlich sind. KEYENCE stellt ein Beispiel vor, bei dem die Qualität des automatischen Schweißens verbessert wird, indem Form, Position und Winkel der Schweißfuge vor dem Brenner des Schweißautomaten sofort gemessen und eine Rückmeldung an das System gegeben wird.
Wölbungs- und Ebenheitsmessung
Ein einzelner Laser-Profilsensor misst genau Wölbung und die Ebenheit eines Messobjekts anhand der Höhendaten unter der Laserlinie. Messungen und Prüfungen werden einfach und schnell durchgeführt, da dieser Laser-Profilsensor in der Lage ist, aus den erhaltenen Profildaten den höchsten und den niedrigsten Höhenpunkt sowie die Wölbungsbreite zu erkennen und zu messen.
2D-Profilmessung
Laser-Profilsensoren, die mit Single-Shot-HDR ausgestattet sind, bieten eine schnelle, hochpräzise Messung des 2D-Profils von Reifenlaufflächen, selbst wenn die Reifen (die einen geringen Farbkontrast haben) rotieren. Das 3D-Profil kann auch gemessen werden, indem die Profildaten des gesamten Umfangs des gedrehten Reifens erfasst werden und dann in die Bildverarbeitung gehen. Dieser Abschnitt enthält solche Beispiele.
3D-Profilmessung
Laser-Profilsensoren sind in der Lage, Inline-3D-Prüfungen an beliebigen Objekten durchzuführen. Zuverlässige 100%-Kontrollen können ohne Beeinträchtigung der Zykluszeit durchgeführt werden. Dies wird gewährleistet durch die hohe Abtastrate, die hohe Präzision und die leistungsstarken Positionskorrekturfunktionen. In dieser Einführung zeigt KEYENCE 3D-Wegmesssensoren, die sofort die Höhe an mehreren Punkten gleichzeitig messen können, was in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt wird, beispielsweise bei der Fehlerprüfung von Bauteilen.
Häufig gestellte Fragen zu Laser-Scanner / Profilmessung
Die Modellreihen LJ-V7000 und LJ-X8000 ermöglichen Messungen und Prüfungen sowohl in 2D als auch in 3D. Die Modellreihe LJ-X8000 erreicht 3200 Pixel entlang der X-Achse pro Profil und ermöglicht so die Profilmessung mit sehr hoher Auflösung in der X- als auch in der Z-Achse. Diese Laser-Profilsensoren sind in der Lage, kleinste Profilmerkmale genau zu erfassen. Die Modellreihe LJ-V7000 bietet eine Abtastrate von bis zu 64 kHz und trägt durch schnelle, präzise Inline-Messung und -Prüfung zu kürzeren Zykluszeiten bei. Beide Modellreihen arbeiten mit blauem Laserlicht, wodurch stabile Ergebnisse ohne Beeinträchtigung durch Material, Farbe oder Temperaturbedingungen des Messobjekts erreicht werden können.
Ein Messkopf kann bis zu einer Breite von 720 mm messen (Modellreihe LJ-X8000). Unsere Laser-Profilsensoren können automatisch die gesamte Breite und Länge von Blechen, Folien und anderen breiten Objekten mit nur einem Messkopf oder mehreren miteinander gekoppelten Sensoren prüfen. Dank ihrer Einfachheit lassen sie sich leicht in bestehende Systeme integrieren und sind dennoch sehr leistungsfähige Prüfwerkzeuge. Durch ihre hohe Abtastrate können sie kleinste Unebenheiten auf der Oberfläche erkennen ohne die Anlagengeschwindigkeit zu drosseln. Darüber hinaus erfordern Laser-Profilsensoren im Gegensatz zu Kameras bei Blechen mit unterschiedlicher Dicke oder Farbe keine Nachjustierung der Höhe oder Position. so dass sie einfach und schnell für viele unterschiedliche Produkte eingesetzt werden können.
Auf jeden Fall. KEYENCE bietet nicht nur Lösungen für 2D Messungen oder 3D Bildverarbeitung, sondern auch ein spezielles Steuergerät (LJ-X8000A), welches die Ausgabe von Profildaten in hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Die mit einem Laser-Profilsensor erfassten Profildaten werden direkt an einen Computer gesendet und lassen sich dort in einer vorhandenen Software oder Bildverarbeitungsbibliothek ohne zusätzliche Kosten nutzen. Zu diesem Steuergerät gibt es eine API inkl. Beispielprogrammen und Dokumentation sowie Treiber für LabVIEW oder HALCON.
Auf dieser Website werden bewährte Lösungen für Laser-Profilsensoren sowie unsere anderen Laser-Wegmesssensoren und Messsysteme für verschiedene Industriezweige vorgestellt. Darunter Finden Sie Beispiele aus der Automobilindustrie, Folien- und Blechindustrie sowie für Herstellung elektrischer und elektronischer Bauteile. Die gezeigten Anwendungen werden dabei auch nach Messtypen wie Dicke, Breite, Höhe, Höhenunterschied und 3D-Prüfungen kategorisiert.
![Funktionsweise und Anwendungen [Profilmessung]](/img/asset/AS_109526_L.jpg)
![Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten [3D-Messungen]](/img/asset/AS_111220_L.jpg)
Bisher eingesetzte taktile Messgeräte oder die kamerabasierte Prüfung haben einige Nachteile bei der Verwendung. Dieser Leitfaden zeigt anhand verschiedener Verfahren und Messobjekte, wie Laser-Profilsensoren diese Nachteile mit berührungsloser 3D-Messung beseitigen können. Dies ist ein perfekter Einführungsleitfaden für Benutzer, die neu in das Thema Laser-Profilsensoren einsteigen.
Eine Pflichtlektüre für Anwender, die nach einer Lösung für das problembehaftete Messen und Prüfen großer Produkte suchen! In diesem Leitfaden werden die Vorteile und realen Verbesserungen erläutert, die durch den hochauflösenden Laser-Profilsensor mit sehr breitem Messbereich der Modellreihe LJ-X8000 erzielt wurden. Dieser Sensor bietet eine Breite in der X-Achse von bis zu 720 mm mit nur einem einzigen Messkopf.