Mehr Präzision. scancontrol // 2D/3D Laser Scanner (Laser-Profil-Sensoren)

Transkript

1 Mehr Präzision. scancontrol // 2D/3D Laser Scanner (Laser-Profil-Sensoren)

2 2 Laser-Scanner für präzise Profilerfassung und Auswertung scancontrol Inhaltsübersicht Messprinzip 3 scancontrol Produktreihen 5 scancontrol Produktklassen 6-7 Besonderheiten 8-9 Anwendungsbeispiele 1-11 scancontrol 26x/ 29x scancontrol 27x Software Configuration Tools Software 3D-View Software Integration 3-31

3 Messprinzip Laser-Linien-Triangulation 3 Sensor-Matrix Empfangsoptik Messbereich z-achse (Profilhöhe) Linienoptik Messbereich x-achse (Profilbreite) Was ist scancontrol? Die Laser-Scanner aus der Serie scancontrol erfassen, messen und bewerten Profile auf unterschiedlichsten Objektoberflächen. Micro-Epsilon bietet mit scancontrol vom vorkonfigurierten Sensor bis zum komplexen Messsystem alles aus einer Hand. Das Messprinzip Laser-Scanner - oftmals auch als Profilsensoren bezeichnet - nutzen das Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profil-Erfassung auf unterschiedlichsten Objektoberflächen. Über eine Spezialoptik wird ein Laserstrahl zu einer statischen Laserlinie aufgeweitet und auf die Messobjektoberfläche projiziert. Die Empfangsoptik bildet das diffus reflektierte Licht dieser Laserlinie auf einer hochempfindlichen Sensormatrix ab. Der Controller berechnet aus diesem Matrixbild neben den Abstandsinformationen (z-achse) auch die Position entlang der Laserlinie (x-achse). Diese Messwerte werden dann in einem sensorfesten, zweidimensionalen Koordinatensystem ausgegeben. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors können somit auch 3D-Messwerte ermittelt werden. Laserlinie Projektion einer Laserlinie auf die Messobjektoberfläche Sensor-Matrix (Pixel) Das diffus reflektierte Licht der Laserlinie wird auf der hochwertigen Sensor-Matrix abgebildet Kalibrierte x/z - Messpunkte Berechnung der Abstandskoordinate z und der tatsächlichen Position x entlang der Laserlinie für jeden Messpunkt

4 4 Laser-Scanner für präzise Profilerfassung und Auswertung scancontrol

5 scancontrol Produktreihen 5 Perfekt für die Automation scancontrol 26x Messbereiche z-achse bis 265 mm Messbereiche x-achse bis 143,5 mm Messgeschwindigkeit bis zu 4. Hz Messrate bis zu Punkte/sec Referenzauflösung z-achse ab 2 μm Auflösung x-achse bis zu 64 Punkte High End Automationsscanner scancontrol 29x Messbereiche z-achse bis 265 mm Messbereiche x-achse bis 143,5 mm Messgeschwindigkeit bis zu 2. Hz Messrate bis zu Punkte/sec Referenzauflösung z-achse ab 2 μm Auflösung x-achse bis zu 1.28 Punkte Für großen Grundabstand scancontrol 27x Grundabstand bis zu 6 mm Messbereiche z-achse bis 3 mm Messbereiche x-achse bis 148 mm Messgeschwindigkeit bis zu 4. Hz Messrate bis zu Punkte/sec Referenzauflösung z-achse ab 4 μm Auflösung x-achse bis zu 64 Punkte

6 6 scancontrol Produktklassen scancontrol Die scancontrol Produktreihen sind in drei Klassen verfügbar Compact Highspeed COMPACT und HIGHSPEED: Profilübertragung Die Modelle der Klassen Compact (26, 29, 27) und HIGHSPEED (265, 295, 275) werden zur Übermittlung kalibrierter Profile für die externe Datenaufbereitung, z.b. in einem PC, eingesetzt. Über die Ethernet-Schnittstelle kann der Sensor über einen PC aus einer Applikation heraus parametriert werden. Über die gleiche Schnittstelle werden auch die Profilinformationen übertragen. Details zur Softwareschnittstelle finden Sie im Kapitel Software Integration. Die Multifunktionsbuchse ist nutzbar zur Spannungsversorgung, Triggerung, Synchronisation, Mode-Umschaltung, Sensorsteuerung und als Encodereingang. Versorgungsspannung Triggerung Encoder Synchronisation Mode-Umschaltung Sensorsteuerung Profilübertragung Sensorparametrierung

7 24V X3 V X 1 X 2 8 ON ON : WBM 255: DHCP 1 ETHERNET LINK LINK ACT MS NS I/O A A A C C B B B D D + Ñ A1 A2 A1 A2 + + A3 A4 M M A5 A A3 A4 A7 A8 M M C D 7 Smart SMART: Messwertübertragung Modelle der scancontrol Klasse SMART (261, 291, 271) bieten eine Plug&Play Lösung für einfache bis komplexe Messaufgaben und kommen ohne externen Controller oder PC aus. Der Sensor wird mittels scancontrol Configuration Tools über einen PC parametriert um beispielsweise Stufen, Winkel, Nähte oder Nuten zu messen. Die Parametrierung wird auf dem integrierten Controller gespeichert und der Sensor führt die Messungen ohne PC eigenständig durch. Neben der Messwertausgabe via Ethernet (UDP- oder Modbus TCP-Protokoll) und über die RS422-Schnittstelle (Modbus RTU-Protokoll oder ASCII-Format) können auch zusätzlich Schaltsignale und analoge Messwerte ausgegeben werden. Dazu dient eine Output Unit, mit deren Hilfe die ermittelten Messsignale in Schalt- oder Analogsignale gewandelt werden. Die Multifunktionsbuchse ist nutzbar zur Spannungsversorgung, Triggerung, Synchronisation, Mode-Umschaltung, Sensorsteuerung, als Encodereingang und zur Messwertausgabe über RS422. Messwerte Ethernet (UDP oder Modbus TCP) Versorgungsspannung Triggerung Encoder Synchronisation Mode-Umschaltung Sensorsteuerung ACT 1 2 RS422 (ASCII-Format oder Modbus RTU) Analoge Messwerte Digitale Schaltsignale Output Unit Sensorparametrierung

8 8 Vorteile und Besonderheiten scancontrol Konzipiert für industrielle Anwendung Sensoren der Produktgruppe scancontrol sind für industrielle Anwendungen konzipiert. Aufgrund ihrer Bauform und technischen Ausstattung erreichen sie präzise Messergebnisse auch in schwierigen Umgebungen. Jede Baureihe ist in mehreren Messbereichen verfügbar und deckt somit nahezu alle gängigen Messabstände ab. Einsatz am Roboter Für viele Messaufgaben, z.b. Positionierung, Nachführung oder 3D-Vermessung, ist der Einsatz am Roboter notwendig. Für diese Zwecke stehen dauerflexible und robotertaugliche Kabel mit hoher Torsion zur Verfügung. Variable Messfeldeinstellung In vielen Fällen kann es sinnvoll sein, das Messfeld, also den Bereich der Sensormatrix, den der Scanner für die Profilaufnahme berücksichtigt, zu verkleinern. Das rechteckige Messfeld kann in Höhe und Breite reduziert werden, wodurch sich beispielsweise störende Spiegelungen einfach ausblenden lassen. Vordefiniert stehen 128 Messfelder zur freien Auswahl zur Verfügung. Laserklasse 2M oder 3B In der Standardausführung verwendet scan- CONTROL einen sichtbaren roten Halbleiterlaser (Wellenlänge 658 nm) in der Laserklasse 2M. Für diesen sind keine besonderen Schutzmaßnahmen erforderlich. Bei Messungen gegen schwach reflektierende Oberfläche, wie z.b. schwarzem Gummi, sind scancontrol Sensoren aber auch optional mit einer höheren Laserleistung in der Klasse 3B erhältlich. Hier sind besondere Schutzmaßnahmen zu beachten. Blaue Laserlinie Die scancontrol der Serie 29xx, sowie der scancontrol 27xx-1 sind optional mit blauer Laserlinie (Wellenlänge 45 nm) in der Laserklasse 2M erhältlich. Diese bietet insbesondere Vorteile bei rot glühenden, (halb-) transparenten und organischen Materialen.

9 9 Einstellbare Profilfilterfunktionen Um für jeden Anwendungsfall optimale Ergebnisse zu erreichen, stehen Median- und Average- Filter zur Verfügung. Diese Filter werden direkt im Controller auf die Profile angewendet. Zusätzlich kann das Profil auch äquidistant abgetastet werden, um die Profildaten für spätere Verwendung optimal vorzubereiten. Es können bis zu 8 Messwerte gleichzeitig gefiltert und ausgegeben werden. Ungefiltertes Profil Profil mit Median-Filter Profil mit Average-Filter Kalibrierte Messwerte Im Gegensatz zu Systemen, die nur eine Kamera und eine Laserlinie kombinieren, liefern die scancontrol Sensoren keine Pixelwerte sondern Messwerte mit kalibrierten Koordinaten. Zur Dokumentation dieser Leistungsfähigkeit wird jeder Sensor mit einem individuellen Kalibrierprotokoll ausgestattet. Dieses Dokument ist im Lieferumfang enthalten und dient als Nachweis für die erreichte Präzision. Trigger zur präzisen Zuordnung von Messwerten scancontrol Sensoren haben die Möglichkeit, jede Einzelmessung extern zu triggern. Dadurch lässt sich die Datenrate optimieren und die Messung zu einem bestimmten Zeitpunkt auslösen. Dies ist besonders von Vorteil, wenn mehrere Systeme synchron betrieben werden. In Kombination mit der kompakten Bauweise und der einfachen Verkabelung ist scancontrol bestens geeignet, um Multi-Scanneranwendungen für verschiedenste Aufgaben zu lösen. Zähler für die optimierte 3D Messung Bei den Sensoren, die zur Profilübertragung verwendet werden, kann auch ein Encodereingang verwendet werden. Dadurch wird die genaue Zuordnung eines Profils anhand des Zählerstandes in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt ermöglicht. Darüber hinaus ist es möglich, den Encodereingang zur Triggerung des Scanners zu verwenden, um beispielsweise die Abtastung einer 3D-Fläche mit konstantem Profilabstand zu realisieren. Optimale Einbindung dank standardisierter Schnittstelle Die scancontrol Compact- und Highspeed Sensoren nutzen zur Profilübertragung die universelle Schnittstelle Ethernet GigE Vision, auf der auch viele Kamerasysteme basieren. Dynamische Anpassung an wechselnde Oberflächen Eine häufige Herausforderung in der optischen Messtechnik ist die Abhängigkeit der Messdaten von den Eigenschaften der Oberfläche. Laserprofilscanner arbeiten mit diffusen Reflektionen, deren Intensität vom Glanzgrad und der Farbe eines Bauteiles stark abhängig ist. Um unter ständig wechselnden Bedingungen verlässlich messen zu können, verfügen die scancontrol Sensoren über verschiedene Modi zur dynamischen Anpassung. Werte wie die Belichtungszeit oder die Schwelle zur Erkennung einer Reflektion können damit eigenständig vom Scanner angepasst werden. Die Auto-Belichtung ist für Messungen mit wechselnden Oberflächen von Vorteil

10 1 Applikationen und Anwendungen scancontrol scancontrol Sensor, Lösung und System aus einer Hand Micro-Epsilon besitzt nicht nur langjährige Erfahrung bei der Einbindung von hochperformanten Laser-Linien-Sensoren bei Endkunden, sondern liefert auch Komplettsysteme aus einer Hand. scancontrol Sensoren sind abgestimmt auf gängige Anwendungen in der Qualitätskontrolle, in Fertigungsprozessen oder für die Automation. Nachführung eines Schweißkopfes Kantennachführung am Roboter V-Nahtmessung an Rohren Spaltmessung an Fahrzeugkarossen Profilmessung an der Bremsscheibe Messung des Schweißnaht-Profils Reifenkonrolle Abstandsmessung an der Mittelkonsole Prüfung des Kleberaupenauftrags

11 11 scancontrol BL Für die mehrdimensionale Messung auf glühende Metalle, sowie transparente und organische Oberflächen wird scancontrol BL eingesetzt. Durch den kurzwelligen blau-violetten Laser dringt das Licht nicht in das Messobjekt ein und weist eine deutlich bessere Stabilität auf. Dadurch können glühende, aber auch organische Objekte zuverlässiger vermessen werden im Vergleich zum roten Laser. Anwendung bei rot glühenden Metallen Anwendung bei (halb-) transparenten Materialien Anwendung bei organischen Materialien

12 12 Technische Details und Varianten scancontrol 26x/29x - Messbereiche z-achse bis 265 mm - Messbereiche x-achse bis 143,5 mm - Messgeschwindigkeit bis zu 4. Hz - Messrate bis zu Punkte/sec - Referenzauflösung z-achse ab 2 μm - Auflösung x-achse bis zu 1.28 Punkte - Auch mit blauem Laser verfügbar Besonders kompakt Bei der Konstruktion der scancontrol Baureihen 26 und 29 wurde besonders auf eine minimale Baugröße bei geringem Gewicht geachtet. Sämtliche Elektronik wurde in das Gehäuse integriert. Dadurch erleichtert sich der Verkabelungsaufwand, die mechanische Integration und der Einsatz bei automatisierten Aufgaben am Roboter. Power over Ethernet Bei Bedarf können die Scanner über Ethernet mit Spannung versorgt werden. Wird Industrial Ethernet als Datenausgang genutzt, bleibt nur ein Kabel zum Sensor übrig. Multifunktionsschnittstelle Die Multifunktionsbuchse kann parallel zur Spannungsversorgung als Datenausgang, zur Umschaltung von Parametersätzen, als Triggereingang oder zur Synchronisation mehrerer Scanner verwendet werden. Mit dieser Buchse wird der Scanner sehr flexibel in der Anwendung. Flexible Messwertausgabe Zur Ausgabe der Messergebnisse der Smart-Sensoren stehen verschieden Möglichkeiten zur Verfügung: Ethernet (UDP, Modbus TCP), seriell (ASCII, Modbus RTU), mit Output-Unit als analoge Signale oder digitale Schaltsignale. Multi-Scanneranwendungen Die Sensoren scancontrol 26x und 29x bieten durch die Multifunktionsbuchse die Möglichkeit, mehrere Systeme synchron zu betreiben. Überlappen die beiden Linien dabei, ist durch einen integrierten Modus ein wechselseitiges Pulsen möglich. scancontrol ist in 3 Klassen verfügbar: Compact Die Sensoren scancontrol 26 und 29 sind ideal geeignet für statische und dynamische Messaufgaben. Die kompakten Sensoren liefern eine Profilfrequenz bis zu 3 Hz und dienen als Profildatenlieferanten. Highspeed Die Sensoren scancontrol 265 und 295 bieten alles für fortgeschrittene Hochgeschwindigkeits- und 3D-Anwendungen. Mit diesen Sensoren sind bis zu 4. Hz Profilfrequenz möglich. Sie dienen ebenfalls als reine Profildatenlieferanten. Smart Die SMART Ausführungen scancontrol 261 und 291 bieten eine Plug&Play Lösung im integrierten Controller für einfache bis komplexe Messaufgaben. Der Sensoraufbau ist identisch mit den Klassen Compact und Highspeed. Der Scanner bewertet aufgenommene Profile und gibt Messergebnisse aus. Auch mit blauem Laser verfügbar Die Blue-Laser-Technologie verwendet eine Laserdiode mit einer kurzen Wellenlänge von 45 nm. Die besonderen Eigenschaften dieses Wellenlängenbereiches ermöglichen Messungen, die mit roten Laserscannern bisher schwierig waren. Insbesondere auf rot glühenden Metallen, (halb)transparenten und organischen Stoffen zeigen sich die Vorteile.

13 Technische Daten 13 z-achse (Höhe) Modell scancontrol 26x/29x-25 26x/29x-5 26x/29x-1 Standard Messbereich Erweiterter Messbereich Messbereichsanfang 53,5 mm 7 mm 19 mm Messbereichsmitte 66 mm 95 mm 24 mm Messbereichsende 78,5 mm 12 mm 29 mm Messbereichsanfang 53 mm 65 mm 125 mm Messbereichsende 79 mm 125 mm 39 mm 26x: ±,2 % d.m. (3sigma) ±,16 % d.m. ±,16 % d.m. 29x: ±,16 % d.m. Linearität 1) 26x: ±,13 % d.m. (2sigma) ±,1 % d.m. ±,1 % d.m. 29x: ±,1 % d.m. Referenzauflösung 2) 3) 2 µm 4 µm 12 µm x-achse (Breite) Standard Messbereich Erweiterter Messbereich Auflösung x-achse Messbereichsanfang 23,4 mm 42 mm 83,1 mm Messbereichsmitte 25 mm 5 mm 1 mm Messbereichsende 29,1 mm 58 mm 12,8 mm Messbereichsanfang 23,2 mm 4 mm 58,5 mm Messbereichsende 29,3 mm 6 mm 143,5 mm 26x: 64 Punkte/Profil 29x: 1.28 Punkte/Profil Profilfrequenz Standard Highspeed 265 Highspeed 295 bis 3 Hz bis 4. Hz bis 2. Hz Messwertausgabe Ethernet GigE-Vision Sensorsteuerung Profildatenübertragung Mode-Umschaltung Schnittstellen Digitale Eingänge Encoder (Zähler) Trigger Messwertausgabe RS422 (halbduplex) Sensorsteuerung Trigger Synchronisation Ethernet (UDP / Modbus TCP) Messwertausgabe RS422 (ASCII / Modbus RTU) 4) Analog 5) Schaltsignal 5) Anzeige (LED) 1x Laser ON/OFF, 1x Power/Error/Status Lichtquelle Standard Halbleiterlaser 658 nm (rot) optional (nur 29x) Halbleiterlaser 45 nm (blau) Öffnungswinkel der Laserlinie Laserleistung standard 8 mw (Laserklasse 2M) optional 2 mw (Laserklasse 3B) Laserabschaltung optional über externen Kontakt Zulässiges Fremdlicht (Leuchtstofflampe) 2) 1. lx Schutzart (Sensor) IP 65 gemäß: EN : 26-1 EMV-Anforderungen DIN EN 5511: (Gruppe 1, Klasse B) EN : 26-3 Vibration 2g / Hz Schock Multifunktion 15 g / 6 ms Betriebstemperatur C bis 45 C Lagertemperatur -2 C bis 7 C Abmessungen 96 x 85 x 33 mm Gewicht Sensor (ohne Kabel) 38 g 11-3 VDC, Nennwert 24 V, 5 ma, Versorgung IEEE 82.3af Klasse 2, Power over Ethernet 1) Standardmessbereich 2) Messobjekt: Micro-Epsilon Standardobjekt (metallisch, diffus reflektierendes Material) 3) Wert nach einmaliger Mittelung über die Messfeldbreite (64 Punkte) 4) RS422-Schnittstelle programmierbar als serielle Schnittstelle oder als Eingang zur Triggerung / Synchronisation 5) Nur in Verbindung mit Output Unit d. M. = des Messbereichs

14 14 Abmessungen und Messbereich scancontrol 26x/29x scancontrol 26x/29x-25 empfohlener Anschlagpunkt 3 27,5 empfohlener Anschlagpunkt 85, , M x 9 (beidseits) 4,1 +,1 3 H ,3 29, ,4 23,2 MB erw. >= 53 53,5MBA = GA 66 MBM = RA ,9 64,1 71,5 75 (12,9 ) 78,5MBE MB erw. <= 79 Standard Messbereich erweiterter Messbereich Z,5 32,5 33 Z

15 15 scancontrol 26x/29x-5 empfohlener Anschlagpunkt 3 27,5 empfohlener Anschlagpunkt 85, , M x 9 (beidseits) 4,1 +,1 3 H MB erw. >= 65 7 MBA = GA 95 MBM = RA 1 7 Z 47,2 64,8 71,5 75,5 ~19 32, MBE MB erw. <= 125 Standard Messbereich erweiterter Messbereich Z

16 16 Abmessungen und Messbereich scancontrol 26x/29x scancontrol 26x/29x-1 empfohlener Anschlagpunkt 3 27,5 empfohlener Anschlagpunkt 85, , M x 9 (beidseits) 4,1 +,1 3 H ,5 12,8 1 83,1 58,5 MB erw. >= MBA = GA 24 MBM = RA 29 MBE MB erw. <= Z 48 65,5 71,5 75,5 (21,4 ) 32,5 33 Standard Messbereich erweiterter Messbereich Z

17 Optionen, Kabel und Zubehör scancontrol 26x/29x 17 Optionen*: /SI Integrierte Sensorabschaltung /PT Pigtail-Kabel Hardwareabschaltung der Laserlinie Kabel mit,25 m Länge direkt aus dem Sensor /3B Laserklasse 3B /BL Blaue Laserlinie Erhöhte Laserleistung (2 mw) für z.b. dunkle Flächen Blaue Laserlinie (45 nm) für (halb-) transparente, rot glühende und organische Materialien *auch Kombinationen der Optionen sind möglich Ethernet Anschlusskabel, schleppkettentauglich* Art. Nr. Modell Beschreibung SC26/29-,5 Ethernet Schnittstellenkabel,,5 m SC26/29-2 Ethernet Schnittstellenkabel, 2 m SC26/29-5 Ethernet Schnittstellenkabel, 5 m SC26/29-1 Ethernet Schnittstellenkabel, 1 m SC26/29-15 Ethernet Schnittstellenkabel, 15 m SC26/29-2 Ethernet Schnittstellenkabel, 2 m SC26/29-35 Ethernet Schnittstellenkabel, 35 m *auch in robotertauglicher Ausführung erhältlich ø15 ø15 52,3 Sensorstecker Ethernet Anschlusskabel 52,3 Sensorstecker L L 52,6 RJ45 11,8 8,1 12 Litzen Multifunktionskabel Multifunktionskabel, schleppkettentauglich* Art. Nr. Modell Beschreibung PC26/29-2 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 2 m PC26/29-5 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 5 m PC26/29-1 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 1 m PC26/29-15 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 15 m PC26/29-2 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 2 m PC26/29-25 Multifunktionskabel, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 25 m PC26/29-35 Multifunktionskabel:, Spannungsversorgung, digitale Eingänge (TTL oder HTL), RS422 (halbduplex), 35 m *auch in robotertauglicher Ausführung erhältlich Zubehör Art. Nr. Modell Beschreibung Stecker/12-pol/LLT26-29/PS/RS422/DigIN Stecker für Multifunktionsbuchse für die Serien scancontrol 26xx und 29xx Stecker/8-pol/LLT26-29/Ethernet Stecker für Ethernet-Buchse für die Serien scancontrol 26xx und 29xx PS26/29 Steckernetzteil für scancontrol 26/ Koffer scancontrol Transportkoffer für scancontrol-sensoren, inkl. Messstativ Output Unit Output Unit Basic/ET Feldbuskoppler mit Filtermodul und Busendklemme OU-DigitalOut/8-Kanal/DC24V/.5A/negativ 8-Kanal Digital-Ausgangsklemme; DC 24V;,5A; negativ schaltend OU-DigitalOut/8-Kanal/DC24V/.5A/positiv 8-Kanal Digital-Ausgangsklemme; DC 24V;,5A; positiv schaltend OU-AnalogOut/4-Kanal/±1V 4-Kanal Analog-Ausgangsklemme; ±1 V OU-AnalogOut/4-Kanal/-1V 4-Kanal Analog-Ausgangsklemme; -1 V OU-AnalogOut/4-Kanal/-2mA 4-Kanal Analog-Ausgangsklemme; -2 ma OU-AnalogOut/4-Kanal/4-2mA 4-Kanal Analog-Ausgangsklemme; 4-2 ma Weitere Klemmen auf Anfrage verfügbar.

18 18 Technische Details und Varianten scancontrol 27x - Messbereiche z-achse bis 3 mm - Messbereiche x-achse bis 148 mm - Messgeschwindigkeit bis zu 4. Hz - Messrate bis zu Punkte/sec - Referenzauflösung z-achse ab 4 μm - Auflösung x-achse bis zu 64 Punkte Kompakter Aufbau bei großem Grundabstand scancontrol 27x besticht überall dort, wo eine kompakte Sensorbauweise und ein großer Abstand zum Messobjekt gefordert wird. Besonders bei dynamischen Vorgängen oder hohen Messobjekttemperaturen ist dies von Vorteil. Erweiterte Messbereiche für große Messobjekte Für die Erfassung großer Objekte steht der erweiterte Messbereich zur Verfügung. Mittels Software kann vom Standardmessbereich in den erweiterten Messbereich umgeschaltet werden. Zur Dokumentation der Messbereiche liegt jedem Sensor ein Kalibrierprotokoll bei. Schutzschild für rauhe Umgebungsbedingungen Für industrielle Umgebungen ist ein Schutzschild verfügbar, das mit einer Freiblasvorrichtung ausgestattet werden kann. Das Schutzschild wird an den Sensor angebracht und verfügt über ein Sicherheitsglas, durch das der Strahlengang verläuft. Somit sind Anwendungen wie z.b. die Messung in der Nähe des Schweißvorgangs zu realisieren. scancontrol ist in 3 Klassen verfügbar: Compact Die Sensoren scancontrol 27 sind die optimalen Sensoren für den Einstieg in statische und dynamische Anwendungen. Sie liefern eine Profilfrequenz von 1 Hz und bis zu 64. Messpunkte/Sekunde. Highspeed Die Sensoren scancontrol 275 bieten alles für fortgeschrittene Hochgeschwindigkeits- und 3D-Anwendungen. Mit diesen Sensoren sind bis zu Punkte/Sekunde mit einer Profilfrequenz von bis zu 4. Hz möglich. Smart Die Smart Ausführung scancontrol 271 bietet eine Plug&Play Lösung im integrierten Controller für einfache Messaufgaben. Der Sensor-aufbau ist identisch mit den Serien 27 und 275. scancontrol 27x-1 auch mit blauer Laserlinie Der große Grundabstand des scancontrol 27x-1 macht ihn besonders interessant für Applikationen mit heißen und rot glühenden Materialen. Daher ist dieser Typ nun auch mit einer blauen Laserdiode der Wellenlänge 45 nm verfügbar. Durch optische Filter wird das rote Glühen ausgeblendet und der Scanner kann die Kontur der blauen Laserlinie hoch genau erfassen.

19 Technische Daten 19 Modell scancontrol 27x-25 27x-5 27x-1 Messbereichsanfang 9 mm 175 mm 35 mm z-achse (Höhe) Standard Messbereich Erweiterter Messbereich Messbereichsmitte 12,5 mm 2 mm 4 mm Messbereichsende 115 mm 225 mm 45 mm Messbereichsanfang 85 mm 16 mm 3 mm Messbereichsende 125 mm 26 mm 6 mm Linearität 1) (3sigma) ±,2% d.m. (2sigma) ±,13% d.m. Referenzauflösung 2) 3) 4 µm 1 µm 15 µm x-achse (Breite) Standard Messbereich Erweiterter Messbereich Auflösung x-achse Messbereichsanfang 23 mm 44 mm 88 mm Messbereichsmitte 25 mm 5 mm 1 mm Messbereichsende 27 mm 56 mm 112 mm Messbereichsanfang 22 mm 41 mm 76 mm Messbereichsende 29 mm 64 mm 148 mm 64 Punkte/Profil Profilfrequenz Schnittstellen Messwertausgabe Anzeige (LED) Standard Highspeed 275 Ethernet GigE-Vision 6) RS422 bis 1 Hz bis 4. Hz Messwertausgabe Sensorsteuerung Profildatenübertragung Messwertausgabe Sensorsteuerung Trigger Encoder (Zähler) Synchronisation Ethernet (UDP / Modbus TCP) RS422 (ASCII / Modbus RTU) 4) Analog 5) Schaltsignal 5) 1x Laser, 1x Power/Error/Status Lichtquelle Standard Halbleiterlaser 658 nm (rot) optional - - Halbleiterlaser 45 nm (blau) Öffnungswinkel der Laserlinie 2 Laserleistung Standard 1 mw (Laserklasse 2M) optional 2 mw (Laserklasse 3B) Laserabschaltung optional über externen Kontakt Zulässiges Fremdlicht (Leuchtstofflampe) 2) 1. lx Schutzart IP 64 EMV-Anforderungen Vibration Schock gemäß: EN : 26-1 DIN EN 5511: (Gruppe 1, Klasse B) EN : g / Hz 15 g / 6 ms Betriebstemperatur C bis 5 C Lagertemperatur -2 C bis 7 C Abmessungen 127 x 69 x 73 mm 142 x 69 x 73 mm 17 x 69 x 73 mm Gewicht ca. 7 g ca. 8 g ca. 85 g Versorgung 8-3 VDC, 5 ma 1) Standardmessbereich 2) Messobjekt: Micro-Epsilon Standardobjekt (metallisch, diffus reflektierendes Material) 3) Wert nach einmaliger Mittelung über die Messfeldbreite (64 Punkte) 4) RS422-Schnittstelle programmierbar als serielle Schnittstelle oder als Eingang zur Triggerung / Synchronisation 5) Nur in Verbindung mit Output Unit 6) optional als Firewire-Schnittstelle verfügbar d. M. = des Messbereichs

20 2 Abmessungen und Messbereich scancontrol 27x scancontrol 27x ,5 73,2 19,5 A 5,6± C optisch wirksam: max. ø1 optisch wirksam: max. ø , ø 17,9 12 ø5,5 4x Gewinde M4 für Befestigung Schutzschild; mittels Blindstopfen verschlossen(nicht zur Befestigung des Sensors verwendbar) B 3 34 je drei Befestigungsbohrungen M4x5 auf den drei Ebenen A, B, C R , ,3 84,4 5, , ø8 R ,5 mindestens frei zu haltender Sichtbereich des Sensors erweiterter Messbereich Standard Messbereich erweiterter Messbereich erweiterter Messbereich 29 12, Laserfächer 2

21 8ø 21 scancontrol 27x-5 C optisch wirksam: max. ø1 93,3 124,5 A optisch wirksam: max. ø , ø 17,9 5,6 ± ,5 4x Gewinde M4 für Befestigung Schutzschild; mittels Blindstopfen verschlossen (nicht zur Befestigung des Sensors verwendbar) B 3 34 Je drei Befestigungsbohrungen M4x5 auf den drei Ebenen A,B,C 29 34, , , ,2 121, R R2 64,9 15 mindestens frei zu haltender Sichtbereich des Sensors Laserfächer 2 erweiterter Messbereich Standard Messbereich erweiterter Messbereich erweiterter Messbereich 64 26

22 22 Abmessungen und Messbereich scancontrol 27x scancontrol 27x C 12 2,5 optisch wirksam: max. ø1 optisch wirksam: max. ø18 125,3 152,5 A , ø17,9 5,6± ø5,5 4x Gewinde M4 für Befestigung Schutzschild; mittels Blindstopfen verschlossen(nicht zur Befestigung des Sensors verwendbar) B 3 34 je drei Befestigungsbohrungen M4x5 auf den drei Ebenen A, B, C 29 34,5 R 1 R , , ,2 149, , ø8 34,5 mindestens frei zu haltender Sichtbereich des Sensors Laserfächer 2 3 Standard Messbereich erweiterter Messbereich erweiterter Messbereich erweiterter Messbereich

23 Kabel und Zubehör scancontrol 27x 23 Anschlusskabel für Spannungsversorgung und Schnittstellen Ethernet Anschlusskabel, schleppkettentauglich Art. Nr. Modell Beschreibung SC27-2/ET Ethernet Schnittstellenkabel 2 m SC27-5/ET Ethernet Schnittstellenkabel 5 m SC27-1/ET Ethernet Schnittstellenkabel 1 m SC27-15/ET Ethernet Schnittstellenkabel 15 m SC27-2/ET Ethernet Schnittstellenkabel 2 m SC27-35/ET Ethernet Schnittstellenkabel 35 m Ethernet Anschlusskabel RJ45 ~12 ~46 Sensorstecker Ethernet Anschlusskabel, robotertauglich Art. Nr. Modell Beschreibung SCR27-2/ET Ethernet Schnittstellenkabel 2 m SCR27-5/ET Ethernet Schnittstellenkabel 5 m SCR27-1/ET Ethernet Schnittstellenkabel 1 m SCR27-15/ET Ethernet Schnittstellenkabel 15 m SCR27-2/ET Ethernet Schnittstellenkabel 2 m SCR27-35/ET Ethernet Schnittstellenkabel 35 m Externes Strom-Versorgungskabel RS422 Schnittstellenkabel ~12 ~12 ~46 ~46 Sensorstecker Sensorstecker Sonstige Kabel Art. Nr. Modell Beschreibung PC27-4,5 Stromversorgungskabel, 4,5 m lang SC27-4,5/RS422 RS422 Schnittstellenkabel 4,5 m SC27-,5/SYNC Synchronisationskabel für zwei Sensoren scancontrol 27 Zubehör Art. Nr. Modell Beschreibung Stecker/8-pol/LLT27/Ethernet Stecker für Ethernet-Buchse für scancontrol 27xx Stecker/6-pol/LLT27/Stromversorgung Stecker für Stromversorgungsbuchse für scancontrol 27xx Stecker/6-pol/LLT27/RS422 Stecker für RS422-Buchse für scancontrol 27xx PS27 Steckernetzteil für Koffer scancontrol Koffer scancontrol Transportkoffer für scancontrol-sensoren, inkl. Messstativ

24 24 Kabel und Zubehör scancontrol 27x Schutzschilde zur Montage an das Sensorgehäuse, lieferbar mit oder ohne Freiblasanschluss 11,5 A B 11,5 A B Schlüssel vom Austauschsatz zum Lösen der Vorschraubringe Schlüssel vom Austauschsatz zum Lösen der Vorschraubringe 8,5 8, C C 21, , ±5 39±5 A B C PS-LLT ,5 97,5 26,14 PS-LLT ,5 112,5 19,5 PS-LLT ,5 14,5 13,78 Art. Nr. Modell Beschreibung PS-LLT27-25 Schutzschild, montiert PS-LLT27-25/AIR Schutzschild mit Luftversorgung, montiert PS-LLT27-5 Schutzschild, montiert PS-LLT27-5/AIR Schutzschild mit Luftversorgung, montiert PS-LLT27-1 Schutzschild, montiert PS-LLT27-1/AIR Schutzschild mit Luftversorgung, montiert

25 Zubehör scancontrol 25 Output Unit für scancontrol 26x, 29x und 27x Die scancontrol Output Unit wird über Ethernet angesprochen und gibt analoge und digitale Signale aus. An den Feldbuskoppler können unterschiedliche Ausgangsklemmen angeschlossen werden. Output Unit OU-Feldbus-Koppler 8 ON 1 24V X3 V X 1 ON : WBM 255: DHCP ETHERNET LINK ACT 1 LINK ACT 2 MS NS I/O OU-Filtermodul A B Ñ C D Status der Betriebsspannung - Leistungskontakte - System Datenkontakte Systemversorgung (OUT) 24 V V Versorgung über Leistungskontakte 24V V Digitale Ausgangsklemme Status DO 1 DO 7 DO 1 DO 3 DO A1 A2 A3 A4 A5 A6 Status DO 2 DO 8 Datenkontakte DO 2 D 4 D 6 Funktion Fehler AO 1 V AO 3 Analoge Ausgangsklemme A B D A1 A2 M M A3 A4 C AO 2 V AO 4 Datenkontakte Bus-Endklemme A B C D X Systemversorgung (In) 24 V V Leistungskontakte DO 7 A7 A DO 8 Leistungskontakte V M M V Leistungskontakte 75-6 Ausgangsmodule für Output Unit Basic digital: 24V positiv schaltend 24V negativ schaltend 5V positiv schaltend Art. Nr. Modell Output Unit Basic/ET: Feldbus-Koppler mit Filtermodul und Bus-Endklemme Analoge Ausgangsklemme 2-Kanal/-1V Analoge Ausgangsklemme 2-Kanal/-2mA Analoge Ausgangsklemme 2-Kanal/4-2mA Analoge Ausgangsklemme 2-Kanal/±1V Analoge Ausgangsklemme 4-Kanal/-2mA Analoge Ausgangsklemme 4-Kanal/4-2mA Analoge Ausgangsklemme 4-Kanal/-1V Analoge Ausgangsklemme 4-Kanal/±1V Digitale Ausgangsklemme 4-Kanal/DC24V/.5A/positv schaltend Digitale Ausgangsklemme 4-Kanal/DC24V/.5A/negativ schaltend Digitale Ausgangsklemme 4-Kanal/DC5V/2mA/positiv schaltend Digitale Ausgangsklemme 4-Kanal/DC24V/.5A/positv schaltend Digitale Ausgangsklemme 8-Kanal/DC24V/.5A/negativ schaltend Digitale Ausgangsklemme 8-Kanal/DC24V/.5A/positiv schaltend Ausgangsmodule für Output Unit Basic analog: ±1V -1V -2mA 4-2mA

26 26 Software Configuration Tools - Plug&Play Lösung für komplexe Messaufgaben - Profilauswertung zur Laufzeit im Controller - Speichern der Profildaten in Echtzeit - Speichern und Laden der Messeinstellungen - Protokollierung der Messwerte - Einfache Online- und Offline-Analyse Die Sensoren der Smart-Reihe besitzen einen intelligenten Controller, der einfache Profilauswertungen ohne zusätzlichen IPC ermöglicht. Zur Parametrisierung der Profilauswertung dient die Software scan- CONTROL Configuration Tools. Diese ermöglicht neben der Konfiguration des Sensors auch das Parametrieren der Messaufgabe und der Ausgänge für eine kompakte, industrietaugliche, Inline-Lösung. Die Funktionen der Software können auch mit gespeicherten Profilen ohne Sensor ausgeführt werden, um bei sehr schnellen Prozessen die Lösung offline testen zu können. Ein komplettes Messsystem lässt sich mit Hilfe der Software in fünf einfachen Schritten komplett konfigurieren. Das konfigurierte Messsystem läuft standalone und übergibt die Messwerte an eine SPS. Das System ist frei konfigurierbar und lässt sich schnell und einfach für verschiedene Aufgaben einstellen

27 27 Schritt 1 Ausrichtung des Sensors Bei der Montage des Sensors hilft das Modul Display Image Data. Es zeigt in einem Livebild die Sensormatrix, den optimalen Messbereich sowie die Reflektionseigenschaften des Messobjektes. Schritt 2 Auswahl der Messprogramme Je nach Messaufgabe können ein oder mehrere Messprogramme per Mausklick ausgewählt werden. Hierfür stehen über 25 Module zur Verfügung. Die Module sind in Gruppen für verschiedene typische Profilmessaufgaben eingeteilt. Für das obige Beispielprofil sind rechtsstehende Messprogramme sinnvoll. Schritt 3 Konfiguration der Messprogramme Jedes dieser Messprogramme kann individuell konfiguriert werden. Hierfür stehen auf einer einfachen Oberfläche verschiedene Möglichkeiten zur Interaktion mit dem Live-Messsignal zur Verfügung. So können z.b. die relevanten Bereiche des Signals ausgeschnitten werden und Referenzbereiche gesetzt werden. Die Ergebnisse der einzelnen Messpakete werden direkt im Signal dargestellt. First Point Last Point Difference Angle Step Height Schritt 4 Verrechnung von Messwerten Nach der Parametrierung der einzelnen Messaufgaben werden die einzelnen Ergebnisse miteinander verrechnet. Auf sehr einfache Art und Weise lassen sich so etwa mehrere Winkel verrechnen, Abstände von Punkten oder Geraden ermitteln oder auch Punkte auf Geraden projizieren. Der Flexibilität der Messwertbestimmung sind somit keine Grenzen gesetzt. Schritt 5 Festlegung der Ausgänge und Darstellung der Messwerte Im letzten Schritt werden alle Messwerte im Profil dargestellt, bei Bedarf zeitlich gefiltert und den verschiedenen Ausgängen zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich Grenzwerte und Schnittstellen einfach konfigurieren V Step Height: <8 = nok >1 = nok

28 28 Software scancontrol 3D-View - Anzeige von Profil-Sequenzen - Offline- oder Echtzeit-Anzeige von 3D Profilen - Synchronisation der Verfahrrichtung (z.b. durch Encoder) - 2D Export der Profil-Sequenzen (png) - 3D Export (asc, stl, csv) für CAD-Programme - Intensität pro Punkt kann angezeigt und exportiert werden Interaktive 3D-Visualisierung für alle scancontrol Modelle Durch eine Relativbewegung zwischen Sensor und Messobjekt erhält man die dritte Dimension für die Messdaten. Die Zuordnung der y-koordinante erfolgt über einen Trigger oder CMM Counter. Zum Betrachten und Exportieren dieser 3D-Daten wurde die Software scancontrol 3D-View konzipiert. Darüber hinaus unterstützt 3D-View die Konfiguration des scancontrol Sensors. Die Software ermöglicht das interaktive Betrachten der 3D-Daten und den Export der Messdaten in gängige Datenformate (ASCI, STL, PNG). Verschiedene Darstellungsmodi, Ansichten und Farbkodierungen erleichtern das Einrichten des Sensors und die Analyse der Profile. Die Software unterstützt die Online-Visualisierung der Profile gleichermaßen wie die Offline-Betrachtung gespeicherter Profilsequenzen. Höhenprofil Intensitätsauswertung

29 29 Niete Darstellungsmodus 3D-Ansicht Linien ; Farbkodierung z-koordinate Pin Darstellungsmodus 2D-Ansicht ; Farbkodierung Intensität Schweißnaht Darstellungsmodus 3D-Ansicht Triangles ; Farbkodierung Intensität

30 3 Integration von scancontrol Sensoren Die Sensoren der scancontrol COMPACT und HIGHSPEED Serie erfassen pro Messung ein Profil aus einzelnen kalibrierten Messpunkten. Diese Profile können in eigene Applikationen einzeln oder als Array/Matrix in einem Container zusammengefasst übertragen werden. Neben dem Datentransfer der einzelnen Messpunkte und deren Zusatzinformationen (z.b. Intensität, Zählerstand) lässt sich auch die komplette Konfiguration des Sensors aus der eigenen Applikation heraus steuern. Micro-Epsilon stellt für den Zugriff auf die Parametrier- und Datentransferfunktionen mehrere Schnittstellen zur Verfügung. Die hauptsächlich für Kommunikation und Profilübertragung genutzte Schnittstelle der scancontrol Sensoren ist Ethernet. Ethernet und GigE Vision scancontrol mit Ethernetanschluss folgen dem GigE Vision Standard (Gigabit-Ethernet for Machine Vision) der AIA (Automated Imaging Association). GigE Vision garantiert optimale Datensicherheit, perfekte Performance und kurze Design-In Zeiten bei der Implementierung. GigE Vision basiert auf Gigabit-Ethernet und bietet eine hohe Datentransferleistung. Die Ethernet-Technologie bietet Vorteile wie lange Kabelstrecken ohne den Einsatz von Repeatern/Hubs und die Verwendung kostengünstiger Netzwerkkomponenten. Der GigE Vision Standard liefert einen offenen Rahmen zur Übertragung von Daten (z.b. Profilen, Containern) und Steuersignalen zwischen scancontrol und PC. Es sind zahlreiche Möglichkeiten der Infrastruktur-Topologie für Einzel- und Multiscanneranwendungen möglich.

31 31 Einbindung mit der C/C++ - Bibliothek Die C/C++ - Bibliothek für scancontrol unterstützt sowohl statisches als auch dynamisches Laden. Unterstützt werden stdcall und cdecl als Aufrufkonvention. Die einzelnen Funktionen der Bibliothek sind in der beiliegenden Schnittstellenbeschreibung ausführlich dokumentiert und mit Beispielen erklärt. Das Integrationspaket scancontrol SDK enthält: Bibliothekdatei LLT.DLL Schnittstellen und scancontrol - Dokumentation Zahlreiche Programmbeispiele für C++ (z.b Trigger, Containermodus) Programmbeispiel für C# Demoprogramm DeveloperDemo.exe zum schnellen Test der Sensorkonfiguration Einbindung mit LabView Der scancontrol Gerätetreiber für LabVIEW unterstützt ein schnelles Einbinden der scancontrol Sensoren in die Programmierumgebung LabVIEW. Der Zugriff auf scancontrol Sensoren und deren Basiseinstellungen ist in Einzelmodulen abgebildet, die sich direkt über die Funktionspalette in eigene VIs integrieren lassen. Beispiel-VIs zur Veranschaulichung dieses Einbindungsprozesses liegen dem Paket ebenfalls bei. Die Integration von scancontrol Sensoren in die Programmierumgebung LabVIEW baut auf die C/C++ - Bibliothek LLT.dll von Micro- Epsilon auf. Die ausführliche Dokumentation erläutert, wie deren zusätzliche spezielle Sensorparameter eingestellt werden können. Einbindung mit Geomagic Geomagic Wrap / Geomagic Qualify oder Geomagic Studio ermöglichen schnelle und präzise grafische Vergleiche zwischen digitalen Referenzmodellen und gescannten 3D-Daten. Anwendung finden die Programme in der Prüfung von Vorserienprodukten, Produktionsprüfungen und dem Qualitätsmanagement von Lieferanten. Das von Micro-Epsilon entwickelte Plugin unterstützt sowohl den Online Betrieb mit allen scancontrol Sensoren, als auch das Einlesen von Offline Daten. Somit kann das Plugin auch ohne Sensor schnell und einfach betrieben werden.

32 Sensoren und Systeme von Micro-Epsilon Sensoren und Systeme für Weg, Position und Dimension Sensoren und Messgeräte für berührungslose Temperaturmessung Mess- und Prüfanlagen zur Qualitätssicherung Optische Mikrometer, Lichtleiter, Mess- und Prüfverstärker Sensoren zur Farberkennung, LED Analyser und Online-Farbspektrometer Technische Endoskopie, Lichtquellen Änderungen vorbehalten / Y C2165GKE MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH & Co. KG Königbacher Str Ortenburg / Deutschland Tel. +49 () 8542 / 168- Fax +49 () 8542 / info@micro-epsilon.de