Drei wichtige Kriterien, die bei der Auswahl eines 2D/3D-Laser-Profilsensors für Inline-Messungen zu beachten sind

Bilderfassungsleistung des Empfangselements

Der Hauptgrund, sich der Bilderfassungsleistung des lichtaufnehmenden Elements bewusst zu sein, ist, dass es keine Spezifikation gibt, die eine solche Leistung definiert.
Mit anderen Worten, eine Auswahl, die nur auf technischen Daten basiert, kann dazu führen, dass eine Bilderfassung nach dem Kauf nicht möglich ist. In diesem Abschnitt werden wichtige Faktoren vorgestellt, die nicht in den Spezifikationen zu finden sind, aber bei der Auswahl eines 2D/3D-Laser-Profilsensors für Inline-Messungen berücksichtigt werden sollten.

Messen von verschiedenfarbigen Objekten

Bei 2D/3D-Laser-Profilsensoren wird ein lichtaufnehmendes Element mit einem großen Dynamikbereich, das sowohl bei schwachem als auch bei starkem Licht (ohne Übersättigung) genau erfasst werden kann, als optimal angesehen. Ein lichtaufnehmendes Element mit schlechten optischen Eigenschaften führt zu den folgenden Situationen und verhindert die Erfassung genauer Profilangaben.

[Optimiert für dunkle Messobjekte]Hohe Laserstärke oder lange Belichtungszeit / [Dunkle Farbe]Optimale Menge an reflektiertem Licht, [Helle Farbe]Reflektiertes Licht ist zu stark oder übersättigt

[Optimiert für helle Messobjekte]Niedrige Laserstärke oder kurze Belichtungszeit / [Dunkle Farbe]Reflektiertes Licht ist zu schwach für die Erkennung, [Helle Farbe]Optimale Menge an reflektiertem Licht

※Achtung:Wenn das empfangene Licht gesättigt ist, scheint das resultierende Profil beim Herauszoomen korrekt zu sein. Beim Vergrößern ist das Profil jedoch nicht ideal.

VergleichsbeispielSchweißnahtinspektion von elektronischen Bauteilen

Messung mit kleinem Dynamikbereich

Kontur von der Schweißnaht wurde nicht richtig erkannt.

Messung mit großem Dynamikbereich

Wir können Schweißnähte korrekt erkennen.

VergleichsbeispielPrüfen des Dichtmittelauftrags und -volumens

Messung mit kleinem Dynamikbereich

Kontur von der gekrümmten Oberfläche bewirkt eine inkonsistente Erfassung.

Messung mit großem Dynamikbereich

Die gesamte Kontur kann stabil erfasst werden.

Erfassen von Messobjekten mit komplexen Formen

Wenn die CMOS-Bilderfassungsleistung gleich ist, ermöglicht die Verwendung eines kleineren Datenintervalls eine detailliertere Erfassung des Messobjekts.

Mit kleinen Datenintervallen

Mit großen Datenintervallen

Wenn die CMOS-Bilderfassungsleistung jedoch gering ist, z. B. wenn die Erkennung von Bereichen mit geringer reflektierter Lichtmenge schwierig ist, führt die Verwendung eines kürzeren Datenintervalls dennoch zu Situationen wie den folgenden.

  • Annahme Ein CMOS mit einer fortgeschrittenen Bilderfassungsleistung ist unerlässlich, um komplexe Abbildungen von feinen Formen präzise zu erfassen.
  • Auswahlkriterium Die Verwendung kleinerer Datenintervalle wird in Situationen mit ähnlichen CMOS-Bilderfassungsleistungen empfohlen.

Tatsächlicher Messbereich

Die Abtastrate ist bei Messköpfen der Modellreihe LJ-V7000 standardmäßig auf 1 kHz eingestellt.
Die Verwendung einer Abtastrate von 8 kHz oder mehr erfordert einen kleineren Messbereich zur Reduzierung der Datenverarbeitung.
Alternativ kann die Verwendung bei einer Abtastrate von 8 kHz ohne Reduzierung des Messbereichs eine Datenausdünnung für eine geringere Datenverarbeitungsmenge erfordern.

Häufig auftretende Probleme Es wurde ein Messgerät mit einem Datenintervall von 10 μm ausgewählt, um komplexe Formen genauer zu erfassen, aber die Verwendung bei 8 kHz erforderte eine Datenausdünnung, was zu einem Datenintervall von 20 µm führte.
Obwohl das Messgerät bei 8 kHz betrieben werden sollte, wurde der Messbereich schmaler, was dazu führte, dass das Messgerät bei 4 kHz eingesetzt werden musste.

Bei Verwendung der Modellreihe LJ-V7000

Keine Datenausdünnung.
Vollständiger Messbereich.

~4kHz

Keine Datenausdünnung.
Messbereich: vertikal um die Hälfte reduziert.

~8kHz

Datenausdünnung.
Vollständiger Messbereich.

~16kHz

Datenausdünnung.
Messbereich: vertikal und horizontal um die Hälfte reduziert.

~64kHz

Geschwindigkeit

Bei Inline-Anwendungen sind die folgenden drei Aspekte wichtige Faktoren für die Abtastrate des 2D/3D-Laser-Profilsensors.

  • Messbereich
  • CMOS-Bilderfassungsleistung
    /Detaillierte Profilmessung
  • Datenstabilität

Messbereich

Wie unter „2. Tatsächlicher Messbereich“ beschrieben, kann eine Erhöhung der Geschwindigkeit zu einem schmaleren Messbereich oder einer Datenausdünnung führen.
Es ist im Vorhinein zu prüfen, ob die erforderlichen Bedingungen bei der gewünschten Abtastrate erfüllt werden können.

CMOS-Bilderfassungsleistung/Detaillierte Profilmessung

Mit steigender Abtastrate wird die Belichtungszeit pro Abtastung kürzer.
Bei der Messung von dunklen Objekten oder Messobjekten mit geringer Reflexion oder geneigten Oberflächen ist Vorsicht geboten.

Niedrige Abtastrate bei 1 kHz

Hohe Abtastrate bei 8 kHz

Wie bei der Messung komplexer Formen birgt die Verwendung einer hohen Abtastrate das Risiko, dass die Erkennung an einigen Stellen nicht möglich ist.

Niedrige Abtastrate

Hohe Abtastrate

Datenstabilität

Wie im folgenden Abschnitt beschrieben, wird die Filterverarbeitung, wie beispielsweise die Mittelung, mit sehr hoher Abtastrate durchgeführt, um die Daten zu stabilisieren.
Die Verwendung mehrerer Filterverarbeitungen von Daten bietet eine noch größere Datenstabilität, sodass gesagt werden kann, dass höhere Abtastraten eine größere Stabilität bieten.

Stabilere Messwerte!

  • ERGEBNIS DER MITTELUNG VON 3 PROFILEN Aufgrund von limitierten Abtastraten für die vorgegebenen Zykluszeiten, war die Messstabilität bei früheren Modellen begrenzt.
  • Bisheriges Modell
  • ERGEBNIS DER MITTELUNG VON 720 PROFILEN Die Modellreihe LJ-V bietet eine wesentlich höhere Profilstabilität, da sie über eine bis zu 240 Mal höhere Abtastrate verfügt. Mithilfe von Medianfiltern können daher sowohl Profile gemittelt als auch von der Norm abweichende Werte beseitigt werden.
  • LJ-V