Profilsensor / Laser-Wegmesssensor
Ein Laser-Profilsensor ist ein Wegmesssensor, der Höhendaten über eine Laserlinie und nicht über einen einzelnen Punkt sammelt. Dadurch können 2D/3D-Messungen wie Höhenunterschied, Breite oder Winkel mit einem einzigen Sensor durchgeführt werden.
・1 Sensor für mehrere 2D- & 3D-Messungen
・hochauflösende 3D-Darstellungen eines Messobjekts
・berührungslose Messungen von Höhen, Breiten, Winkeln & Intensitätsdaten
Empfohlene Artikel
Produktpalette
Der 3D Laser-Snapshot-Sensor der Modellreihe LJ-S8000 ist der weltweit erste Sensor mit eingebautem Scan-Mechanismus. Da die Laserlichtquelle und die Empfangseinheit des Sensors verfahren werden, sind – anders als bei herkömmlichen Systemen – keine zusätzliche Beleuchtung, Verfahreinheit oder Encoder notwendig. Dies ermöglicht „Plug-and-Play“-Prüfungen von Qualität, Form, Geometrie und Abmessungen.
Mit dem Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-X8000 können Messungen oder Prüfungen in 2D oder 3D durchgeführt werden. Hierbei liefert der Profillaser 3200 Höhendatenpunkte pro Profil. Damit lassen sich Messobjekte bzw. deren Profil unabhängig vom Material hochauflösend abbilden. Die maximale Laserlinienbreite beträgt 720 mm und es können mehrere Sensoren verwendet werden, um durch Kombination einzelner Linien größere Objekte zu scannen.
Der Laser-Profilsensor der Modellreihe LJ-V7000 erlaubt das Erfassen und Vermessen von Profilen in 2D oder 3D mit höchster Geschwindigkeit. Durch die Erfassung der Profildaten mit bis zu 64 kHz können auch schnelle Prozesse in der Fertigung in einer 100%-Kontrolle geprüft werden. Durch die Aufnahme von Höhendaten lassen sich auch Bauteile und Merkmale prüfen, die aufgrund von geringem Kontrast mit einer herkömmlichen Kamera nur schwierig zu erfassen waren.
Dieser 2D-Laser-Wegmesssensor der Modellreihe LJ-G5000 der ersten Generation führt einfache 2D-Messungen durch. Die 2D-Wegmesssensoren der Modellreihe LJ-G5000 können zur Messung von Höhe, Höhenunterschied, Breite und weiteren Merkmalen verwendet werden. Der Laserlinien-Profilsensor vergleicht automatisch die Messwerte mit den Maßtoleranzen und ermöglicht so die Erkennung fehlerhafter Teile oder Prozesse in Echtzeit.
Profilsensoren messen das Profil eines Objekts mit Lasertriangulation. Das heißt, dass eine Laserlinie auf das Messobjekt projiziert und das reflektierte Licht mittels 2D-CMOS empfangen wird, um die Höhe an zahlreichen Punkten der Linie zu erfassen. Mithilfe dieser Methode ist eine berührungslose Messung von Höhe, Höhenunterschied, Breite und anderer Größen möglich.
Durch die Erfassung von Profilen während des Scannens eines Objekts lassen sich hochauflösende 3D-Daten erzeugen. Diese können anschließend zur Messung und Prüfung von Messobjekten verwendet werden.
Die Hochgeschwindigkeitserfassung von hochauflösenden Profilen durch den Laser-Profilsensor ermöglicht zudem zuverlässige Qualitäts- und Prozesskontrolllösungen für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen.
Laser-Profilsensoren von KEYENCE können mit vielen Vorteilen aufwarten, die in unterschiedlichen Anwendungen zur Geltung kommen. Die wichtigsten sind:
・die berührungslose Messung,
・die Durchführung von 2D- und 3D-Messungen in einem großen Messbereich und
・ein einfaches Setup zur Messung beliebiger Materialien.
Vorteile von Laserprofilsensoren
Laser-Profilsensoren können Profile berührungslos erfassen und Messungen durchführen. Folgende Messungen können von diesem 2D-Profil aus durchgeführt werden, ohne das Messobjekt zu berühren:
・Höhen & Höhendifferenzen,
・Breiten,
・Winkel,
・Intensitätsdaten
・und andere Erfassungen.
Im Gegensatz zu taktilen Messgeräten, welche das Messobjekt berühren, können Messungen ohne Beschädigung oder Beeinflussung durchgeführt werden. Das Handling der Bauteile wird zudem vereinfacht und der Einfluss des Anwenders minimiert. Dies gewährleistet weitere Vorteile. Es …
・beseitigt das Risiko menschlicher Fehler,
・vermeidet die Abweichung von Messergebnissen aufgrund der Messmethode und
・beschleunigt zudem die Prüfzeit.
Auf den Oberflächen kratzempfindlicher Produkte und elektronischer Bauteile, die auf sensiblen Leiterplatten montiert sind, ist die Verwendung von taktilen (berührenden) Messmethoden schwierig.
Laser-Profilsensoren hingegen können Messungen an diesen empfindlichen Messobjekten direkt in der Produktion durchführen, ohne dass die Teile für die Prüfung angehalten werden müssen.
Aufgrund ihrer berührungslosen Messmethode können Laser-Profilsensoren die Profile von Gummiprodukten, Nahrungsmitteln und anderen weichen Objekten genau messen, ohne die Form des Messobjekts durch den Berührungsdruck zu verändern. Laser-Profilsensoren können Lösungen für automatische 100%-Kontrollen für viele Branchen, Prozesse und Produkte bieten.
Da 1D Laser-Wegmesssensoren an einem Punkt und nicht auf der gesamten Oberfläche messen, sind sie für die Berechnung von 2D- oder 3D-Messungen wie Höhenunterschiede oder Wölbung nur bedingt geeignet.
Ein Laser-Profilsensor bietet hingegen eine Lösung für das Scannen großer Bereiche in einem einzigen Durchgang und ermöglicht so die Durchführung komplexerer Messungen mit hoher Geschwindigkeit.
Die Durchführung von 2D-Messungen (wie z. B. Höhenunterschieden) mit 1D Laser-Wegmesssensoren erfordert entweder den Einsatz mehrerer Sensoren oder die Bewegung von Sensor oder Messobjekt durch Linearachsen. Dies kann sich aus Zeit- oder Platzgründen als schwierig erweisen. Die Genauigkeit hängt davon ab, wie gut das Bauteil positioniert werden kann.
Laser-Profilsensoren messen jedoch die Höhe einer Oberfläche mit Hilfe einer Laserlinie, anstatt eines einzelnen Punktes. Dadurch können Höhendifferenzmessungen über größere Bereiche durchgeführt werden, ohne dass eine Bewegung oder mehrere Sensoren erforderlich sind.
Werden 2D-Profilsensoren in der Fertigung eingesetzt, können
・Höhen-,
・Winkel- oder
・Schrittmessungen
durchgeführt werden, ohne das Produkt anhalten zu müssen. Dies erhöht den Produktionsdurchsatz, trotz 100%-Prüfung aller Teile.
Die kamerabasierte Prüfung kann sich bei bestimmten Anwendungen aufgrund von Lichtverhältnissen, mangelndem Farbkontrast oder Höhenunterschieden im Messobjekt als schwierig erweisen. Außerdem ist der Anwendungsbereich auf 2D-Messungen beschränkt, sodass die Höhenprüfung separat durchgeführt werden muss.
Laser-Profilsensoren können 3D-Prüfungen und Fehlererkennung bei jedem Material ohne zusätzliche Beleuchtung durchführen.
Bei der Verwendung von Matrix- und Zeilenkameras müssen zusätzliche Beleuchtungen installiert werden. In einigen Fällen kann die korrekte Einstellung aufgrund von Unregelmäßigkeiten in Farbe, Muster, Glanz und anderen Merkmalen des Messobjekts schwierig sein.
Überdies können Kameras keine Höhe messen und selbst das Erfassen aus einem Winkel ermöglicht keine zuverlässige Aufnahme, da ein Bild von der Vorderseite zur Rückseite eines Messobjekts nicht vollständig scharf erfasst werden kann.
Laser-Profilsensoren sind hingegen in der Lage, Höhen ohne externe Beleuchtung zu messen. Ein Laser-Profilsensor mit nur einem installierten Messkopf kann durch das Erfassen der Objektform von oben für die Prüfung von Höhen- und anderen 3D-Profildaten eingesetzt werden.
Laser-Profilsensoren können auch zuverlässige Inline-Profilmessungen durchführen, ohne durch Farbunterschiede, Strukturen und andere Eigenschaften des Messobjekts beeinträchtigt zu werden.
Die Profilsensoren von KEYENCE sind für den Einsatz in vielen Industrien und Bereichen hervorragend geeignet.
Sie kommen häufig in den folgenden Industriezweigen zur Anwendung.
Automobilindustrie
Hochgeschwindigkeits-Laserprofilsensoren können dem Applikatorsystem (Spenderdüse) folgen, um das 3D-Profil von Dichtstoffen und frisch aufgetragenen Klebstoffen in Echtzeit zu messen und zu prüfen. Da Laser-Profilsensoren nicht von abstrahlendem Licht beeinflusst werden, kann man sie zur Messung von frisch geschweißten Schweißraupen verwenden; hierzu folgen sie dem Brenner des Schweißroboters.
Weitere Anwendungen sind unter anderem die Prüfung von Qualitätsmerkmalen von Bauteilen und Produkten sowie andere 3D-Profilmessungen, die bisher für automatisierte Inline-Prüfungen nicht möglich waren. KEYENCE stellt die nächste Generation von automatisierten 100%-Kontrollen vor, die nur mit Laser-Profilsensoren möglich sind.
Fertigung von Bauteilen von Elektrofahrzeugen
Batterien gehören zu den wichtigsten Komponenten von Elektrofahrzeugen und müssen hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards erfüllen. Ein Laser-Profilsensor kann automatisch 100%-Kontrollen in vielen unterschiedlichen Prozessen durchführen, wie etwa:
・die Prüfung der Qualität von Beschichtungsaufträgen bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien und
・die 3D-Profilmessung von Elektroden und Schweißraupen für die Deckelabdichtung von quadratischen Gehäusen.
Klicken Sie hier für weitere Beispiele der automatischen Prüfung von Qualitätsmerkmalen von Schlüsselteilen im Zusammenhang mit Motoren und Steckverbindern.
Fertigung von elektrischen und elektronischen Bauteilen
Der Inspektionsbedarf wächst mit der steigenden Nachfrage nach Smartphones, Tablets und Wearables sowie mit dem Trend zu kleineren Geräten und höherer Funktionalität. KEYENCE stellt Beispiele für automatische 100%-Kontrollen mit Laser-Profilsensoren in der Elektro- und Elektronikteileindustrie vor, darunter
・die Profilmessung von Leiterplattenverzug und Lötpasten, die auf Leiterplatten aufgetragen werden,
・die Prüfung von Öldichtungen und O-Ringen beim Einsetzen von Gehäusen sowie
・die Komplanaritätsprüfung von Pins.
Halbleiterfertigung
Ein Laser-Profilsensor ist ideal geeignet für Halbleiterprozesse, bei denen Präzision und Stabilität essenziell sind, denn er kann ohne Einflüsse durch Glanzgrad oder Farbschwankungen messen.
Waferkantenprofil und Positioniergenauigkeit spielen eine große Rolle bei der Reduktion von Verlusten und der effizienten Herstellung von Halbleiterchips. KEYENCE zeigt Beispiele für die Einführung von Laser-Profilsensoren, die zuverlässig präzise Messungen und Prüfungen von Wafern mit einzigartigem Glanz für Profilprüfungen von Kerbenpositionen und Kantenformen bieten.
In diesen Industrien spielen die Profilsensoren von KEYENCE ihre Vorteile hinsichtlich Präzision, Langlebigkeit und Automatisierung voll aus. Im Folgenden gehen wir noch auf typische Einsatzzwecke unserer Laser-Profilsensoren ein.
Höhen- und Höhendifferenzmessung
Ein typisches Problem bei Prüfungen ist das Auftreten von Messfehlern aufgrund der Neigung des Messobjekts. KEYENCE stellt Beispiele für Höhen- und Höhendifferenzmessungen mit einem Laser-Profilsensor vor, der mit einer Neigungskorrekturfunktion für genaue Messungen ausgestattet ist.
Die Funktionsweise des Laser-Profilsensors wird anhand eines Beispiels erläutert, das sowohl transparente als auch spiegelnde Oberflächen sowie einen Vergleich mit taktilen Messgeräten umfasst.
Breitenmessung
Laser-Profilsensoren können eine Inline-Messung der Breite eines Messobjekts in jeder beliebigen Position durchführen. KEYENCE zeigt Beispiele, unter anderem einen Fall, bei dem ein Laser-Profilsensor zur Breitenmessung von Elastomeren verwendet wird. Es werden auch alternative Lösungen für berührungslose Breitenmessung erläutert.
Winkelmessung
Laser-Profilsensoren können Winkel schnell und präzise messen, ohne dass mehrere Messköpfe oder externe Berechnungen erforderlich sind. KEYENCE stellt ein Beispiel vor, bei dem die Qualität des automatischen Schweißens verbessert wird, indem Form, Position und Winkel der Schweißfuge vor dem Brenner des Schweißautomaten sofort gemessen und eine Rückmeldung an das System gegeben wird.
Wölbungs- und Ebenheitsmessung
Ein einzelner Laser-Profilsensor misst genau die Wölbung und Ebenheit eines Messobjekts anhand der Höhendaten unter der Laserlinie. Messungen und Prüfungen werden einfach und schnell durchgeführt, da dieser Laser-Profilsensor in der Lage ist, aus den erhaltenen Profildaten den höchsten und den niedrigsten Höhenpunkt sowie die Wölbungsbreite zu erkennen und zu messen.
2D-Profilmessung
Laser-Profilsensoren, die mit Single-Shot-HDR ausgestattet sind, bieten eine schnelle, hochpräzise Messung des 2D-Profils von Reifenlaufflächen, auch wenn die Reifen (die einen geringen Farbkontrast haben) rotieren.
Das 3D-Profil kann auch gemessen werden, indem die Profildaten des gesamten Umfangs des gedrehten Reifens erfasst werden und dann in die Bildverarbeitung gehen. Dieser Abschnitt enthält solche Beispiele.
3D-Profilmessung
Laser-Profilsensoren sind in der Lage, Inline-3D-Prüfungen an beliebigen Objekten durchzuführen. Zuverlässige 100%-Kontrollen können ohne Beeinträchtigung der Zykluszeit durchgeführt werden. Dies wird gewährleistet durch
・die hohe Abtastrate,
・die hohe Präzision und
・die leistungsstarken Positionskorrekturfunktionen.
In dieser Einführung zeigt KEYENCE 3D-Wegmesssensoren, die sofort die Höhe an mehreren Punkten gleichzeitig messen können, was in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt wird, beispielsweise bei der Fehlerprüfung von Bauteilen.
Bei KEYENCE finden Sie den idealen Profilsensor für Ihre Ansprüche
Setzen Sie auf KEYENCE für absolut präzise, schnelle und berührungslose Messungen. Der Profilsensor ermöglicht zuverlässige Qualitäts- und Prozesskontrolllösungen für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen. Kontaktieren Sie uns für eine Beratung. KEYENCE entwickelt und produziert Laser-Profilsensoren für verschiedenste Anwendungen und unterstützt Sie dabei, die optimale Lösung zu finden.
Häufig gestellte Fragen zu Profilsensor / Laser-Wegmesssensor
Die Modellreihen LJ-V7000 und LJ-X8000 ermöglichen Messungen und Prüfungen sowohl in 2D als auch in 3D. Die Modellreihe LJ-X8000 erreicht 3200 Pixel entlang der X-Achse pro Profil und ermöglicht so die Profilmessung mit sehr hoher Auflösung in der X- als auch in der Z-Achse. Diese Laser-Profilsensoren sind in der Lage, kleinste Profilmerkmale genau zu erfassen. Die Modellreihe LJ-V7000 bietet eine Abtastrate von bis zu 64 kHz und trägt durch schnelle, präzise Inline-Messung und -Prüfung zu kürzeren Zykluszeiten bei. Beide Modellreihen arbeiten mit blauem Laserlicht, wodurch stabile Ergebnisse ohne Beeinträchtigung durch Material, Farbe oder Temperaturbedingungen des Messobjekts erreicht werden können.
Laser-Profilsensoren erfassen Höhendaten nicht punktuell, sondern über eine Laserlinie. Sie messen das Profil eines Objekts mithilfe der Lasertriangulation. Das heißt, dass ein Lichtband auf das Messobjekt ausgesandt und das reflektierte Licht mittels eines 2D-CMOS empfangen wird. So werden Höhenwerte an zahlreichen Punkten auf der Linie erfasst.
Ein Messkopf kann bis zu einer Breite von 720 mm messen (Modellreihe LJ-X8000). Unsere Laser-Profilsensoren können automatisch die gesamte Breite und Länge von Blechen, Folien und anderen breiten Objekten mit nur einem Messkopf oder mehreren miteinander gekoppelten Sensoren prüfen. Dank ihrer Einfachheit lassen sie sich leicht in bestehende Systeme integrieren und sind dennoch sehr leistungsfähige Prüfwerkzeuge. Durch ihre hohe Abtastrate können sie kleinste Unebenheiten auf der Oberfläche erkennen, ohne die Anlagengeschwindigkeit zu drosseln. Darüber hinaus erfordern Laser-Profilsensoren im Gegensatz zu Kameras bei Blechen mit unterschiedlicher Dicke oder Farbe keine Nachjustierung der Höhe oder Position, sodass sie einfach und schnell für viele unterschiedliche Produkte eingesetzt werden können.
Auf jeden Fall. KEYENCE bietet nicht nur Lösungen für 2D-Messungen oder 3D-Bildverarbeitung, sondern auch ein spezielles Steuergerät (LJ-X8000A), welches die Ausgabe von Profildaten in hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Die mit einem Laser-Profilsensor erfassten Profildaten werden direkt an einen Computer gesendet und lassen sich dort in einer vorhandenen Software oder Bildverarbeitungsbibliothek ohne zusätzliche Kosten nutzen. Zu diesem Steuergerät gibt es eine API inkl. Beispielprogrammen und Dokumentation sowie Treiber für LabVIEW oder HALCON.
![Funktionsweise und Anwendungen [Profilmessung]](/dede/img/asset/AS_109526_L.jpg)
![Funktionsweise und Anwendungsmöglichkeiten [3D-Messungen]](/dede/img/asset/AS_111220_L.jpg)
Bisher eingesetzte taktile Messgeräte oder die kamerabasierte Prüfung haben einige Nachteile bei der Verwendung. Dieser Leitfaden zeigt anhand verschiedener Verfahren und Messobjekte, wie Laser-Profilsensoren diese Nachteile mit berührungsloser 3D-Messung beseitigen können. Dies ist ein perfekter Einführungsleitfaden für Benutzer, die neu in das Thema Laser-Profilsensoren einsteigen.
Eine Pflichtlektüre für Anwender, die nach einer Lösung für das problembehaftete Messen und Prüfen großer Produkte suchen! In diesem Leitfaden werden die Vorteile und realen Verbesserungen erläutert, die durch den hochauflösenden Laser-Profilsensor mit sehr breitem Messbereich der Modellreihe LJ-X8000 erzielt wurden. Dieser Sensor bietet eine Breite in der X-Achse von bis zu 720 mm mit nur einem einzigen Messkopf.