AT Sensors hat die 3D-Sensoren der ECS-Serie (Eco Compact Sensor) auf eine Kombination aus Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit ausgelegt. Die besondere Kosteneffizienz, durch den Einsatz von preisgünstigeren Optiken und Sensoren sowie durch die Unterstützung durch Laser mit Wellenlänge 660nm der Klasse 2M, wirkt sich laut Hersteller jedoch nicht negativ auf die Performance aus. Konzipiert als standardisierte Variante eignen sich die ECS-Sensoren nicht nur für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie oder Intralogistik, sondern auch für Robot-Vision-Applikationen, die ohne Highend-Technik auskommen. Mit einer Geschwindigkeit bis 25kHz bieten die 3D-Sensoren eine schnelle und präzise Erfassung von Daten nach dem Prinzip von Lasertriangulation. Darüber hinaus stehen die verschiedenen Field of Views zur Verfügung, die eine Anpassung an unterschiedliche Erfassungsbereiche ermöglichen.
Wichtige Merkmale der ECS-Serie sind zudem das kompakte Design und die einfache Integration. Über die Datenschnittstelle von GigE-Vision / GenICam lässt sich die Softwareanbindung in Machine-Vision-Applikationen schnell implementieren. Die zugehörige Firmware verfügt über zahlreiche Features, die eine präzise und effiziente Datenauswertung erlauben. Mit dem ECS 4090 hat AT Sensors die Produktfamilie kürzlich um ein Modell erweitert, das deutlich größere Sichtfelder (284, 575 oder 1.020mm) ermöglicht. Zudem bietet der neue 3D-Sensor im Vergleich zum bisherigen Modell ECS 2040 doppelte Pixelauflösung, was mehr Präzision bei gleichbleibender Genauigkeit ermöglicht.
Fokus auf Halbleiter
Ebenfalls gut für Robot Vision geeignet sind die 3D-Sensoren der XCS-Serie, die AT Sensors speziell auf Highend-Applikationen in der Elektronik- und Halbleiterindustrie ausgerichtet hat. Die dafür entscheidenden Eigenschaften sind laut Hersteller das kleine Sichtfeld bis 53mm und der Laser in besonderer Ausführung. Durch die spezielle Optik des Projektors wird eine homogene Dicke entlang der Laserlinie erreicht. Sie wiederum bildet die Basis für ein präzises Scannen von sehr kleinen Strukturen – unabhängig davon, ob sich das zu scannende Objekt in der Mitte oder am Rand der Linie befindet. Damit sollen Anwender Inspektionsapplikationen mit sehr hoher Wiederholbarkeit und Genauigkeit realisieren.
Ein weiterer Vorteil der XCS-Sensoren ist die eigens entwickelte Clean-Beam-Funktion. Sie schützt den Laser vor äußeren Störfaktoren wie optischen Anomalien, sodass der Laserstrahl sowohl sehr genau als auch sehr fokussiert ist. Zusätzlich ermöglicht Clean Beam eine gleichmäßige Intensitätsverteilung, was wiederum für verlässliche und konsistente Ergebnisse sorgt. Eine Dual-Head-Option liefert außergewöhnliche 3D-Scanergebnisse, indem sie Okklusionen eliminiert und gleichzeitig hohe Auflösung und hohe Geschwindigkeit erlaubt. Die 3070-Warp-Ausführung des Sensors erreicht Profilgeschwindigkeiten bis 140kHz, wodurch die Datenmengen der 3D-Scans schnell und effizient analysiert werden.
Welchen Herausforderungen im Bereich Robot Vision muss sich der Anwender aktuell stellen. Herr Dr. Klipfel?
Athinodoros Klipfel: Eine der größten Hürden im Bereich Robot Vision sind die stark schwankenden Lichtverhältnisse, die in den verschiedenen Anwendungen auftreten können. 3D-Sensoren mit Lasertriangulation bieten hier eine besonders robuste Lösung, da sie gegenüber äußeren Einflüssen wie wechselndem Umgebungslicht äußerst unempfindlich sind und so einen zuverlässigen Betrieb sicherstellen. Doch nicht nur die Lichtbedingungen sind anspruchsvoll: Auch die Erkennung feiner Details auf großen Flächen stellt hohe Anforderungen an die Sensorik. Lasertriangulationssensoren punkten in diesem Bereich durch die Kombination aus hoher Auflösung und großer Scanbreite. Deshalb sind die ECS-4090-Sensoren von AT besonders gut für den Einsatz in Robot-Vision-Anwendungen geeignet, bei denen Präzision und Vielseitigkeit entscheidend sind. Eine zusätzliche Herausforderung bei der Entwicklung solcher Systeme liegt in der reibungslosen Integration des 3D-Sensors in die Softwareumgebung. Besonders die Transformation der Koordinatendaten und die Verarbeitung der 3D-Punktewolken erfordern fortschrittliche Algorithmen, um präzise und verlässliche Ergebnisse zu erzielen, die die Effizienz der gesamten Applikation steigern.
Welches Handwerkszeug und welche Hilfestellung bekommt der Anwender dabei von AT?
AT Sensors unterstützt Anwender im Bereich Robot Vision mit dem MetrologySDK, einer umfangreichen Programmierbibliothek für die Entwicklung von Applikationen rund um die Bauteilvermessung. Sie bietet unverzichtbare Funktionen wie Transportkalibrierung, Ausreißereliminierung, Finden und Fitten von geometrischen Primitiven, Punktewolkensegmentierung oder RPS-Ausrichtung. Dadurch wird nicht nur die Softwareintegration des 3D-Sensors erheblich erleichtert, sondern auch die Koordinatentransformation sowie die effiziente Verarbeitung der Sensordaten. Darüber hinaus ermöglicht das SDK die nahtlose und flexible Anpassung an spezifische Anforderungen des Anwenders. Mit der Software können Entwickler zudem ihre Prozesse beschleunigen und gleichzeitig die Genauigkeit und Zuverlässigkeit ihrer Robot-Vision-Anwendungen erhöhen.