3D-Bildverarbeitungssystemen haftete lange Zeit der Ruf an, für den Inline-Einsatz in Produktionslinien nicht schnell genug zu sein. Die 3D-Profilsensoren der Z-Trak2-Serie widerlegen dies eindrucksvoll und bieten zudem ein größeres Sichtfeld, verbesserte HDR-Möglichkeiten und eine 5GigE-Schnittstelle. Der Sensor arbeitet auf Triangulationsbasis und nutzt einen im Gehäuse integrierten Laser sowie einen in einem bekannten Winkel ausgerichteten Bildsensor mit 2.048 Bildpunkten/Profil. Um Anwendern die Integration des 3D-Profilsensors zu erleichtern, sind alle Modelle bereits werkseitig kalibriert und somit ohne größeren Aufwand einbaufertig. Die Besonderheit des Sensors besteht in seiner hohen Geschwindigkeit. Sie liegt bei der Modellreihe Z-Trak2 V bei 10.000 und bei den Modellen Z-Trak2 S sogar bei 45.000 Profilen/s. Damit ist der Einsatz bei zahlreichen Inline-Anwendungen möglich, in denen die sichere Erkennung von Maßabweichungen in x/y/z-Richtung entscheidend für die Produktqualität ist. Durch den Einsatz einer GigE-Schnittstellen bzw. beim Z-Trak2 S sogar mit der Option auf eine 2,5 bzw. 5GigE-Technologie ist sichergestellt, dass die hohen Datenmengen der 3D-Sensoren ohne Verzögerungen an die zugehörigen Recheneinheiten transferiert werden.
Abgestufte Arbeitsabstände
und Messbereiche
Um Anwendern für ihre jeweilige Aufgabenstellung eine geeignete Lösung zu bieten, hat Teledyne Imaging die 3D-Profilsensoren auch bezüglich der Arbeitsabstände und Messbereiche bzw. Tiefenschärfen abgestuft. So ist der Z-Trak2 V in vier Modellen mit horizontalen Sichtfeldern von minimal 46mm bis hin zu maximal 978mm erhältlich und deckt dabei Tiefenschärfen von 30, 100, 250 und 600mm ab. Die schnellere Serie Z-Trak2 S umfasst noch zwei weitere Varianten zwischen 9 und 27mm Arbeitsabstand und 4 beziehungsweise 15mm Tiefenschärfe. Mit Auflösungen in Z-Richtung, die je nach Modell zwischen 1 und 120µm liegen, lassen sich bereits kleinste Höhenabweichungen von inspizierten Produkten messen. Basis der neuen Produktfamilie sind Bildsensoren aus eigener Herstellung. So werden bei den Profilsensoren Chips von Teledyne e2v eingesetzt. Auch bei der Software wird auf Produkte aus eigenem Haus zurückgreifen: Die Z-Trak-Familien werden von Softwarepaketen wie Sherlock 8 und Sapera LT von Teledyne Dalsa unterstützt, erlauben aber auch Standardpakete von Drittanbietern. Standardpakete, die den GeniCam-Standard Version 3.0 und SFNC Version 2.3 oder höher unterstützen, profitieren vom direkten Zugriff auf das vom Standard definierte 3D-Pixelformat. Software-Pakete ohne SFNC 2.3-Unterstützung können die 16-Bit-Monochromausgabe der Profilsensoren für eine schnellere Integration nutzen. Alle Modelle enthalten zudem eine kostenlose Lizenz für Sherlock 8. Das grafische Programmierpaket ermöglicht eine schnelle Realisierung und Umsetzung von Anwendungen. Laufzeitlizenzen von Sapera LT und Sapera Processing sind ebenfalls kostenloser Bestandteil des Z-Trak2-Softwarepakets. Neben der hohen Geschwindigkeit und Auflösung weist der Z-Trak2 noch einige weitere interessante Merkmale auf. So ermöglichen integrierte HDR- und Reflexionskompensationsalgorithmen die Verarbeitung in einer einzigen Aufnahme selbst dann, wenn für die Bildverarbeitung schwierige Situationen wie z.B. Objektoberflächen mit unterschiedlichem Reflexionsgrad vorliegen. Aufgrund der Reflexionseigenschaften von Kunststoff ist blaues Laserlicht zur Prüfung von Objekten aus diesem Material besonders geeignet, weshalb ein Z-Trak2-Modell mit einem blauen Laser ausgestattet wurde.
Synchronisation mehrerer Profilsensoren
Für Anwendungen, in denen das Sichtfeld eines 3D-Profilsensors nicht ausreicht, können mehrere Z-Trak2-Sensoren miteinander kombiniert und synchronisiert werden, um einen einheitlichen Messraum zu schaffen. Diese Option bietet sich unter anderem dann an, wenn größere Objekte auf relativ kleine Defekte überprüft werden sollen. Auch bei Objekten, die eine 360°-Inspektion erfordern, ermöglicht die Kombination mehrerer Profilsensoren leistungsfähige Lösungen. Beispiele für solche Anwendungen umfassen große Platten aus Holz, Metall oder Kunststoff, Extrusionen verschiedener Art mit symmetrischen oder nicht symmetrischen Merkmalen oder mit asymmetrischen Merkmalen um die extrudierten Teile. Die Synchronisation mehrerer Z-Trak2-Sensoren in derartigen Topologien ist mit Hilfe eines einzigen Kabels für die Ein- und Ausgänge und mit handelsüblichen Standard-Netzwerk-Switches möglich. Durch diese Merkmale sowie das kompakte IP67-Gehäuse eignen sich die Stand-Alone-Systeme für verschiedenste Anwendungen zur Inline-Höhenmessung in zahlreichen Marktsegmenten wie unter anderem in der Elektronik-/Halbleiterproduktion, Robotik, Automobilfertigung und Fabrikautomation.
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