Mehr Präzision. scanCONTROL // 2D/3D Laser-Scanner (Laser-Profil-Sensoren)
2
Laser-Scanner für präzise Profilerfassung und Auswertung
scanCONTROL gapCONTROL
NEUHEIT LLT29xx-10/BL Messbereich 10 mm 1280 Punkte je Profil Punktabstand 7,8 µm Referenzauflösung 1 µm
Messprinzip Laser-Linien-Triangulation
3
LLT = Laser-Linien-Triangulator
Sensor-Matrix Empfangsoptik
Linienoptik
Messbereich z-Achse (Profilhöhe)
Messbereich x-Achse (Profilbreite)
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
Was sind Laser-Scanner? Die Laser-Scanner aus der LLT-Serie erfassen, messen und bewerten Profile auf unterschiedlichsten Objektoberflächen. Micro-Epsilon bietet mit scanCONTROL / gapCONTROL 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.
4
Laser-Scanner für präzise Profilerfassung und Auswertung
Kundenseitige Auswertung
Integrierte Auswertung
Diese Modelle liefern kalibrierte Profildaten, die mit kundenseitiger Softwareauswertung auf einem PC weiterverarbeitet werden können.
Diese Modelle liefern ausgewählte Messwerte. Die Parametrierung der Sensoren und Messprogramme wird im Controller gespeichert.
Compact
Highspeed
Smart
Gap
Laser-Scanner für gängige Messaufgaben
Laser-Scanner mit schneller Profilfrequenz
Laser-Scanner mit umfangreicher Software
Laser-Scanner, mit Software speziell für die Spaltmessung
scanCONTROL
scanCONTROL
scanCONTROL
gapCONTROL
Seite 10
Seite 10
Seite 10
Seite 10
scanCONTROL
scanCONTROL
scanCONTROL
gapCONTROL
Seite 18
Seite 18
Seite 18
Seite 18
scanCONTROL
scanCONTROL
scanCONTROL
gapCONTROL
Seite 12
Seite 12
Seite 12
Seite 12
Auswertung: scanCONTROL Configuration Tools Seite 28
Auswertung: gapCONTROL Setup Software Seite 30
2600
LLT26xx 640 Punkte/Profil Profilfrequenz Standard bis 300 Hz Highspeed bis 4000 Hz
LLT27xx 640 Punkte/Profil Profilfrequenz Standard bis 100 Hz Highspeed bis 4000 Hz Hoher Grundabstand
LLT29xx 1280 Punkte/Profil Profilfrequenz Standard bis 300 Hz Highspeed bis 2000 Hz Mit roter und blauer Diode verfügbar
scanCONTROL gapCONTROL
2650
2700
2750
2900
2950
Integration: SDK mit Beispielprogrammen in C, C++, C#, sowie Einbindungen für Linux und Labview verfügbar Seite 34
2610
2710
2910
2611
2711
2911
Produktklassen
5
Übertragung von kalibrierten Profildaten Compact
Highspeed
Die Modelle der Compact Klasse werden zur Übermittlung kalibrierter Profile für die externe Datenaufbereitung, z.B. in einem PC, eingesetzt. Sie eignen sich für statische und dynamische Messaufgaben. 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 Modelle der HIGHSPEED-Klasse werden ebenfalls zur Übermittlung kalibrierter Profile eingesetzt. Mit einer Profilfrequenzvon bis zu 4.000 Hz eignen sich diese Sensoren für fortgeschrittene Hochgeschwindigkeits- und 3D-Anwendungen.
Individuelle Weiterverarbeitung der kalibrierten Profildaten
Parametrierung über eigene Applikation
Messwertübertragung Smart
GAP
Modelle der SMART-Klasse bieten eine Plug&Play Lösung für einfache bis komplexe Messaufgaben und kommen ohne externen Controller oder PC aus. Die Parametrierung erfolgt über die PC-Software Configuration Tools, um beispielsweise Stufen, Winkel, Nähte oder Nuten zu messen. Die Parametersätze werden im Sensor gespeichert. Somit kann der Sensor Messungen ohne externe Steuergeräte oder PCs eigenständig durchführen.
Die Modelle der GAP-Klasse bieten eine Plug&Play Lösung speziell für die Spaltmessung. Mit der gapCONTROL Setup Software werden alle erforderlichen Einstellungen für die verschiedenen Spalttypen vorgenommen und auf den Sensor gespeichert.
Profilauswertung im Controller, Übertragung der Messwerte Parametrierung über Configuration Tools bzw. gapCONTROL Setup Software
6
Vorteile und Besonderheiten
Fortgeschrittene Technologie Bis zu 1280 Punkte pro Profil Messfrequenz: bis zu 4000 Profile / Sek Kompakte Baugröße Integrierte Auswertung ohne externen Controller oder IPC Werkskalibrierung auf Metall Made / Developed in Germany Zahlreiche Referenzen weltweit Hohe Betriebssicherheit im langjährigen 24/7-Messbetrieb erwiesen Real-Time-Surface-Compensation
Verschiedene Laser Klasse 2M (rot) Klasse 3B (rot) Blue Laser
Universell im Einsatz Inline-Messung von Spalt, Profil, Stufe, Winkel, ... Liefert 3D-Informationen und Aufnahmen für Bildverarbeitung Profilübertragung oder Messwertübertragung Robust: für Einsatz in der Fertigungslinie wie auch im Labor Auch für Robotikanwendungen Multi-Scanner-Anwendungen Versionen für Integratoren und Endnutzer
scanCONTROL gapCONTROL
7
Schnittstellenkonzept Gigabit-Ethernet (GigE Vision) Trigger- und Encodereingang Output-Unit für Analogausgang und Schaltsignale Power over Ethernet (PoE) - nur ein Kabel Gesicherte Messwertübertragung per Modbus Schnelle Messwertübertragung über UDP Direkte Kommunikation mit SPS
Umfangreiches Softwarepaket Klasse SMART und GAP: Auswertung und Bewertung direkt im Sensorkopf Benutzerfreundliche Parametriersoftware Bibliotheken für C, C++, C# LabView-Treiber Linux-Einbindung Software, Bibliotheken und Firmwareupdates kostenlos!
Real-Time-Surface-Compensation: Dynamische Anpassung an wechselnde Oberflächen Laserprofilscanner nutzen diffus reflektiertes Laserlicht, dessen Intensität vom Glanzgrad und der Farbe eines Bauteiles abhängig ist. Um unter ständig wechselnden Bedingungen verlässlich messen zu können, verfügen die LLT-Sensoren über die Real-Time-SurfaceCompensation. Dank dieser Funktion werden die Belichtungszeit und die Schwelle zur Erkennung einer Reflektion in Echtzeit angepasst, um stabile Messergebnisse liefern zu können.
8
Applikationen und Anwendungen
scanCONTROL gapCONTROL
scanCONTROL / gapCONTROL 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. Sensoren der LLT-Baureihe sind abgestimmt auf gängige Anwendungen in der Qualitätskontrolle, in Fertigungsprozessen oder für die Automation.
Defekterkennung an Arbeitsplatten
Höhenmessung von Filtern für die KFZ-Industrie
V-Nahtmessung an Rohren
Spaltmessung an Fahrzeugkarossen
Profilmessung an der Bremsscheibe
Messung des Schweißnaht-Profils
Reifenkonrolle
Abstandsmessung an der Mittelkonsole
Prüfung des Kleberaupenauftrags
9
scanCONTROL / gapCONTROL BL Für die mehrdimensionale Messung auf glühende Metalle, sowie transparente und organische Oberflächen werden Laser-Scanner mit blauer Laserlinie 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. Die hervorragende Fokus-
sierbarkeit der blauen Laserlinie ermöglicht es außerdem Laser-Scanner mit 10 mm Linienlänge in der höchsten Präzision einzusetzen.
Klingenwinkel an Rasierern
Herstellung von Stahlschmiedereifen
Dickenmessung von Kartoffelscheiben
Lage von Elektronikbauteilen
Spaltmessung an eingesetztem Glas
Prüfung von Silikonkleberaupen
Vermessung von Schnittkäse
Vollständigkeit von Laserschweißnähten
Thermische Versuche
10
scanCONTROL 26x0 gapCONTROL 26x1
Technische Details und Varianten
- Messbereiche z-Achse bis 265 mm - Messbereiche x-Achse bis 143,5 mm - Messgeschwindigkeit bis zu 4.000 Hz - Messrate bis zu 2.560.000 Punkte/sec - Referenzauflösung z-Achse ab 2 μm - Auflösung x-Achse bis zu 640 Punkte
Kompakte Bauweise für alle Messaufgaben Bei den Baureihen LLT26xx wurde besonders auf eine kompakte Baugröße bei gleichzeitig geringem Gewicht geachtet. Da der Controller im Gehäuse integriert ist, erleichtert sich der Verkabelungsaufwand und die mechanische Integration. Durch die kompakte Bauform und die Profilfrequenz von bis zu 4000 Profilen / Sek. eignet sich die Baureihe 26xx insbesondere für dynamische Anwendungen und Robotikanwendungen.
Bei Bedarf können die Scanner über Ethernet mit Spannung versorgt werden. Wird Industrial Ethernet als Datenausgang genutzt, bleibt nur ein Kabel zum Sensor übrig. Für alle Sensoren der SMART und GAP-Klasse können die Messergebnisse über verschiedene Ausgangsarten übermittelt werden: Ethernet (UDP, Modbus TCP), seriell (ASCII, Modbus RTU) oder mit der OutputUnit als Analogsignal oder digitales Schaltsignal.
Schnittstellenkonzept zur universellen Einbindung Die Multifunktionsbuchse kann parallel zur Spannungsversorgung als Datenausgang, zur Umschaltung von Parametersätzen, als Triggereingang oder zur Synchronisation mehrerer Scanner verwendet werden. Beim Synchronbetrieb ist durch einen integrierten Modus ein wechselseitiges Pulsen möglich, um eine Überlappung der Laserlinien zu kompensieren.
Artikelbezeichnung LLT
26
00
-25
Optionen* /SI
/SI
Optionen /SI = integrierte Laserabschaltung /PT = integriertes Pigtail Kabel 0,25 m /3B = Laserklasse 3B Messbereich 25 mm 50 mm 100 mm Klasse 00=COMPACT 10=SMART 11=GAP 50=HIGHSPEED Modellreihe LLT26xx
Integrierte Laserabschaltung
/PT
Hardwareabschaltung der Laserlinie
/3B
Pigtail-Kabel
Kabel mit 0,25 m Länge direkt aus dem Sensor
Laserklasse 3B
Erhöhte Laserleistung (20 mW) für z.B. dunkle Flächen
*auch Kombinationen der Optionen sind möglich
Zubehör ab Seite 23
Technische Daten
11
z-Achse (Höhe)
Modell
Standard Messbereich
Erweiterter Messbereich
LLT
26xx-25
26xx-50
26xx-100
Messbereichsanfang
53,5 mm
70 mm
190 mm
Messbereichsmitte
66 mm
95 mm
240 mm
Messbereichsende
78,5 mm
120 mm
290 mm
Messbereichshöhe
25 mm
50 mm
100 mm
Messbereichsanfang
53 mm
65 mm
125 mm
Messbereichsende
79 mm
125 mm
390 mm
±0,10 % d.M.
±0,10 % d.M.
±0,13 % d.M.
2 µm
4 µm
12 µm
23,4 mm
42 mm
83,1 mm
Linearität 1)
(2sigma)
Referenzauflösung 2) 3)
Standard Messbereich
Erweiterter Messbereich
Messbereichsmitte
25 mm
50 mm
100 mm
Messbereichsende
29,1 mm
58 mm
120,8 mm
Messbereichsanfang
23,2 mm
40 mm
58,5 mm
Messbereichsende
29,3 mm
60 mm
143,5 mm
Auflösung x-Achse
640 Punkte/Profil COMPACT / SMART / GAP
Profilfrequenz
bis 300 Hz
HIGHSPEED
bis 4.000 Hz Messwertausgabe Sensorsteuerung Profildatenübertragung
Ethernet GigE Vision
Schnittstellen
Multifunktion
x-Achse (Breite)
Messbereichsanfang
Mode-Umschaltung Encoder (Zähler) Trigger
Digitale Eingänge
Messwertausgabe Sensorsteuerung Trigger Synchronisation
RS422 (halbduplex)
Ethernet (UDP / Modbus TCP) RS422 (ASCII / Modbus RTU) 4) Analog 5) Schaltsignal 5)
Messwertausgabe
Anzeige (LED)
1x Laser ON/OFF, 1x Power/Error/Status
Lichtquelle
Halbleiterlaser 658 nm (rot)
Öffnungswinkel der Laserlinie Laserleistung Laserabschaltung
20°
25°
standard
≤ 8 mW (Laserklasse 2M)
optional
≤ 20 mW (Laserklasse 3B)
optional
Hardware-Sicherheitsabschaltung 10.000 lx
Zulässiges Fremdlicht (Leuchtstofflampe) 2) Schutzart (Sensor) EMV-Anforderungen
IP 65 gemäß: EN 61326-1: 2006-10 DIN EN 55011: 2007-11 (Gruppe 1, Klasse B) EN 61000-6-2: 2006-03
Vibration
2g / 20 ... 500 Hz
Schock
15 g / 6 ms
Betriebstemperatur
0°C bis 45°C
Lagertemperatur
-20°C bis 70°C
Abmessungen
96 x 85 x 33 mm
Gewicht Sensor (ohne Kabel) Versorgung
380 g 11-30 VDC, Nennwert 24 V, 500 mA, IEEE 802.3af Klasse 2, Power over Ethernet
Standardmessbereich Messobjekt: Micro-Epsilon Standardobjekt (metallisch, diffus reflektierendes Material) Wert nach einmaliger Mittelung über die Messfeldbreite (640 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 1) 2) 3)
25°
12
scanCONTROL 29x0 gapCONTROL 29x1
Technische Details und Varianten
- Messbereiche z-Achse bis 265 mm - Messbereiche x-Achse bis 143,5 mm - Messgeschwindigkeit bis zu 2.000 Hz - Messrate bis zu 2.560.000 Punkte/sec - Referenzauflösung z-Achse ab 1 μm - Auflösung x-Achse bis zu 1.280 Punkte - Auch mit blauem Laser verfügbar
Kompakte Bauweise für präzise Messaufgaben Bei den Baureihen LLT29xx wurde besonders auf eine kompakte Baugröße bei gleichzeitig geringem Gewicht geachtet. Da der Controller im Gehäuse integriert ist, erleichtert sich der Verkabelungsaufwand und die mechanische Integration. Durch die kompakte Bauform und die hohe Profilauflösung eignet sich die Baureihe LLT29xx insbesondere für statische und dynamische Anwendungen sowie Robotikanwendungen. Schnittstellenkonzept zur universellen Einbindung Die Multifunktionsbuchse kann parallel zur Spannungsversorgung als Datenausgang, zur Umschaltung von Parametersätzen, als Triggereingang oder zur Synchronisation mehrerer Scanner verwendet werden. Beim Synchronbetrieb ist durch einen integrierten Modus ein wechselseitiges Pulsen möglich, um eine Überlappung der Laserlinien zu kompensieren. Bei Bedarf können die Scanner über Ethernet mit Spannung versorgt werden. Wird Industrial Ethernet als Datenausgang genutzt, bleibt nur ein Kabel zum Sensor übrig.
Artikelbezeichnung LLT
29
00
-25
Für alle Sensoren der SMART und GAP-Klasse können die Messergebnisse über verschiedene Ausgangsarten übermittlt werden: Ethernet (UDP, Modbus TCP), seriell (ASCII, Modbus RTU) und mit der OutputUnit als Analogsignal oder digitales Schaltsignal. Auch mit blauem Laser verfügbar Die Blue-Laser-Technologie verwendet eine Laserdiode mit einer kurzen Wellenlänge von 405 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. Kleiner Messbereich Mit einer Laserlinie von nur 10 mm lassen sich kleinste Details zuverlässig erfassen. Die hohe Profilauflösung in Zusammenspiel mit der blauen Laserlinie ermöglicht maximale Präzision für vielfältige Anwendungen, z.B. in der Elektronikfertigung. Optionen*
/SI
/SI
Optionen /SI = integrierte Laserabschaltung /PT = integriertes Pigtail Kabel 0,25 m /3B = Laserklasse 3B /BL = Blue Laser (blau-violette Laserlinie) Messbereich 10 mm (nur Blue Laser) 25 mm 50 mm 100 mm Klasse 00=COMPACT 10=SMART 11=GAP 50=HIGHSPEED Modellreihe LLT29xx
Integrierte Laserabschaltung
/PT
Hardwareabschaltung der Laserlinie
/3B
Laserklasse 3B
Pigtail-Kabel
Kabel mit 0,25 m Länge direkt aus dem Sensor
/BL
Erhöhte Laserleistung (20 mW) für z.B. dunkle Flächen
Blaue Laserlinie Blaue Laserlinie (405 nm) für (halb-) transparente, rot glühende und organische Materialien
*auch Kombinationen der Optionen sind möglich
Zubehör ab Seite 23
Technische Daten
13
z-Achse (Höhe)
Modell
LLT
Standard Messbereich
Erweiterter Messbereich
29xx-10/BL
29xx-25
29xx-50
29xx-100
Messbereichsanfang
52,5 mm
53,5 mm
70 mm
190 mm
Messbereichsmitte
56,5 mm
66 mm
95 mm
240 mm
Messbereichsende
60,5 mm
78,5 mm
120 mm
290 mm
Messbereichshöhe
8 mm
25 mm
50 mm
100 mm
Messbereichsanfang
-
53 mm
65 mm
125 mm
Messbereichsende
-
79 mm
125 mm
390 mm
±0,17 % d.M.
±0,10 % d.M.
±0,10 % d.M.
±0,10 % d.M.
1 µm
2 µm
4 µm
12 µm
Messbereichsanfang
9,4 mm
23,4 mm
42 mm
83,1 mm
Messbereichsmitte
10 mm
25 mm
50 mm
100 mm
Messbereichsende
10,7 mm
29,1 mm
58 mm
120,8 mm
Messbereichsanfang
-
23,2 mm
40 mm
58,5 mm
Messbereichsende
-
29,3 mm
60 mm
143,5 mm
Linearität 1)
(2sigma)
Standard Messbereich
Erweiterter Messbereich Auflösung x-Achse
1.280 Punkte/Profil COMPACT / SMART / GAP
Profilfrequenz
bis 300 Hz
HIGHSPEED
bis 2.000 Hz Messwertausgabe Sensorsteuerung Profildatenübertragung
Ethernet GigE Vision
Schnittstellen
Multifunktion
x-Achse (Breite)
Referenzauflösung 2) 3)
Mode-Umschaltung Encoder (Zähler) Trigger
Digitale Eingänge
Messwertausgabe Sensorsteuerung Trigger Synchronisation Ethernet (UDP / Modbus TCP) RS422 (ASCII / Modbus RTU) 4) Analog 5) Schaltsignal 5)
RS422 (halbduplex)
Messwertausgabe Anzeige (LED) Lichtquelle
1x Laser ON/OFF, 1x Power/Error/Status Halbleiterlaser 405 nm Standard (blau) optional
Öffnungswinkel der Laserlinie Laserleistung Laserabschaltung
Halbleiterlaser 658 nm (rot)
-
Halbleiterlaser 405 nm (blau)
10°
20°
standard optional
25°
≤ 8 mW (Laserklasse 2M) -
optional
≤ 20 mW (Laserklasse 3B) Hardware-Sicherheitsabschaltung 10.000 lx
Zulässiges Fremdlicht (Leuchtstofflampe) 2) Schutzart (Sensor)
IP 65 gemäß: EN 61326-1: 2006-10 DIN EN 55011: 2007-11 (Gruppe 1, Klasse B) EN 61000-6-2: 2006-03
EMV-Anforderungen Vibration
2g / 20 ... 500 Hz
Schock
15 g / 6 ms
Betriebstemperatur
0°C bis 45°C
Lagertemperatur Abmessungen Gewicht Sensor (ohne Kabel) Versorgung
-20°C bis 70°C 96 x 118,5 x 33 mm
96 x 85 x 33 mm
440 g
380 g 11-30 VDC, Nennwert 24 V, 500 mA, IEEE 802.3af Klasse 2, Power over Ethernet
Standardmessbereich Messobjekt: Micro-Epsilon Standardobjekt (metallisch, diffus reflektierendes Material) Wert nach einmaliger Mittelung über die Messfeldbreite (640 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 1) 2) 3)
25°
scanCONTROL 26x0 / 29x0 gapCONTROL 26x1 / 29x1
Abmessungen und Messbereich
14
LLT29xx-10/BL empfohlener Anschlagpunkt
empfohlener Anschlagpunkt
96 89
85,75 79 75,5
M5
10 5.2 x 90° (beidseits)
9 3
,1 +0 0
1
ø4,
0
1
1 3H
ø
22,4 10 9,6
75
71,5
46,6 53,6
35,9
(6,4°)
Z
32,5 33
0,5
Z
0
10 7 0
8
MBA = GA 56,5 MBM = RA MBE
10,4
15
LLT26xx/29xx-25 30°
empfohlener Anschlagpunkt
27,
empfohlener Anschlagpunkt
5
96 89
85,75 79 75,5
M5
10 5.2 x 90° (beidseits)
9 3 0
,1 +0 0
4H,17 3
0 29,3 29,1 25 23,4 23,2
MB erw. >= 53 53,5MBA = GA 66 MBM = RA
Z
Z
32,5 33
0 0,5
64,1 71,5 75
46,9
10 7 0
(12,9°)
78,5MBE MB erw. = 65 70 MBA = GA
95 MBM = RA
120MBE MB erw. = 125
190
MBA = GA
240
MBM = RA
290
MBE
MB erw.
