Lézeres profilmérő / 3D lézeres pillanatkép szenzor

A lézeres profilozók érintésmentes profilmérést képesek végezni. Az érintésen alapuló mérőeszközökkel ellentétben a lézeres profilozók pontosan mérik a puha anyagok vagy olyan célpontok profilját, amelyek érintés hatására megsérülhetnek. A profilmérés automatizálása megszünteti az operátoroktól való függőséget, kiküszöböli az emberi hibák és mérési módszerekből adódó eltérések kockázatát, így növeli a megbízhatóságot és csökkenti az ellenőrzési időt.

Az érintéses mérőrendszerek nehezen alkalmazhatók karcolásra érzékeny termékek, illetve finom, precíziós NYÁK-ra szerelt elektronikai alkatrészek felületén. A lézeres profilozók viszont képesek ezeknek az érzékeny célpontoknak a mérésére a gyártás során, anélkül hogy meg kellene állítani az alkatrészeket az ellenőrzéshez. Érintésmentes mérési módszerüknek köszönhetően a lézeres profilozók pontosan mérik a gumitermékek, élelmiszerek és más puha tárgyak profilját anélkül, hogy a kontaktus nyomása megváltoztatná a célpont alakját. A lézeres profilozók automatikus, 100%-os ellenőrzést tesznek lehetővé számos iparágban, folyamatban és terméknél.

Mivel az 1D lézeres elmozdulás-érzékelők csak egy pontban mérnek, nem pedig a teljes felületen, korlátozottan alkalmasak 2D vagy 3D mérésekre, például magasságkülönbség vagy deformáció meghatározására. A lézeres profilozók megoldást kínálnak nagy területek egyetlen áthaladással történő letapogatására, így összetettebb mérések is nagy sebességgel elvégezhetők.

2D mérések, például magasságkülönbség meghatározása 1D lézeres elmozdulás-érzékelőkkel több érzékelő használatát vagy egy precíziós tárgyasztal beépítését igényli a szenzor pozíciójának célponthoz viszonyított beállításához. Ez idő- vagy helyhiány miatt nehéz lehet, és a pontosság attól függ, mennyire jól helyezhető el az alkatrész. A lézeres profilozók azonban egy lézervonal segítségével mérik a magasságot a felületen, nem pedig csak egy pontban, így nagy területeken is elvégezhetők a magasságkülönbség-mérések mozgás vagy több érzékelő nélkül. Lézeres profilozók gyártósorra telepítésével a gyártók növelhetik a termelékenységet, mivel a magasságkülönbség, deformáció és egyéb 2D/3D mérések a termék megállítása nélkül elvégezhetők.

A kamerás ellenőrzés bizonyos alkalmazásoknál nehéz lehet a fényviszonyok, a színkontraszt hiánya vagy a célpont magasságbeli eltérései miatt. Ráadásul a mérés csak 2D-re korlátozódik, így a magasság ellenőrzése külön szükséges. A lézeres profilozók bármilyen anyag 3D vizsgálatát és hibadetektálását el tudják végezni külső megvilágítás nélkül.

A hagyományos területkamerák és vonalkamerák fényforrások beépítését igénylik. Egyes esetekben nehéz a feltételek beállítása a szín, mintázat, fényesség vagy a célpont egyéb tulajdonságainak egyenetlensége miatt. Ráadásul a kamerák nem tudnak magasságot mérni, és még szögből történő célzás esetén sem lehetséges megbízható ellenőrzés, mert a teljes kép nem fókuszálható élesen a célpont elejétől a végéig. Ezzel szemben a lézeres profilozók külső világítás nélkül is mérnek magasságot. Csak az érzékelőfej felszerelése szükséges, és a lézeres profilozó felülről rögzíti a tárgy alakját, így magasság és egyéb 3D profiladatok ellenőrzése is elvégezhető. A lézeres profilozók megbízható, soron belüli profilmérést is lehetővé tesznek, függetlenül a célpont színétől, mintázatától vagy egyéb jellemzőitől.

A nagy sebességű lézeres profilozók képesek követni az adagolórendszert (adagolófúvókát), hogy valós időben mérjék és ellenőrizzék a tömítőanyagok és frissen felvitt ragasztók 3D profilját. Mivel a lézeres profilozókat nem befolyásolja a sugárzó fény, hegesztőrobot hegesztőfejét követve is mérhetők a frissen hegesztett varratok. További alkalmazások közé tartozik az alkatrészek és termékek megjelenésének ellenőrzése, valamint más 3D profilmérések, amelyek korábban lehetetlenek voltak automatizált soron belüli ellenőrzéssel. A KEYENCE bevezette a piacra a következő generációs, kizárólag lézeres profilozókkal megvalósítható, automatizált 100%-os ellenőrzéseket.

Az akkumulátorok – amelyek az elektromos járművek egyik legfontosabb alkatrészei – magas minőségi és biztonsági követelményeknek kell megfeleljenek. A lézeres profilozó automatikusan, 100%-os ellenőrzést végezhet számos folyamatban, beleértve a lítium-ion akkumulátorok gyártása során a bevonatminőség ellenőrzését, valamint az elektródák és hegesztési varratok 3D profilmérését a négyzet alakú házak fedélzárásához.

Az okostelefonok, tabletek és hordható eszközök iránti növekvő igény, valamint a kisebb méret és nagyobb funkcionalitás irányába mutató trend mellett az ellenőrzési igények is növekednek. A KEYENCE lehetővé teszi a lézeres profilozók alkalmazását automatikus, 100%-os ellenőrzésre az elektronikai alkatrészek iparában, beleértve a NYÁK-ok deformációjának és a NYÁK-ra felvitt forraszpaszta profiljának mérését, az olajtömítés és O-gyűrű behelyezésének ellenőrzését a házban, valamint a tüskék egy síkban fekvésének ellenőrzését.

A lézeres profilozók rendkívül hatékonyak a félvezetőgyártási folyamatokban, ahol pontosságra és stabilitásra van szükség, mivel képesek mérni a fényesség vagy színváltozás negatív hatása nélkül. A szilíciumlapok élprofilja és pozicionálási pontossága kulcsszerepet játszik a veszteségek csökkentésében és a minőségi chipek hatékony gyártásában. A KEYENCE olyan lézeres profilozókat vezetett be a piacra, amelyek megbízhatóan precíz méréseket és ellenőrzéseket kínálnak egyedi fényességű szilíciumlapok profiljának, bevágásainak és élalakjának ellenőrzésére.

Az ellenőrzések során gyakran előforduló probléma a mérési hibák megjelenése a célobjektum megdőlése miatt. A KEYENCE bemutat példákat magasság- és magasságkülönbség-mérésekre, döntéskorrekciós funkcióval ellátott lézeres profilozó alkalmazásával a pontos mérés érdekében. A lézeres profilozó működését olyan mérési példán keresztül ismerteti, amely átlátszó és tükrözött felületeket is tartalmaz, valamint összehasonlítja az érintéses mérőrendszerekkel.

A lézeres profilozók bármely pozícióban képesek a célpont szélességének soron belüli mérésére. A KEYENCE példákat mutat be, köztük egy esetet, ahol lézeres profilozóval mérik az elasztomerek szélességét. Alternatív, érintésmentes szélességmérési megoldásokat is ismertet.

A lézeres profilozók gyorsan és pontosan képesek szögeket mérni több szenzorfej vagy külső számítás nélkül. A KEYENCE bemutat egy példát, ahol az automata hegesztés minőségét úgy javítják, hogy a hegesztőgép elektróda előtt közvetlenül mérik a horony alakját, pozícióját és szögét, majd visszacsatolják az adatokat a rendszerbe.

Egyetlen lézeres profilozó pontosan méri a célpont deformációját és síklapúságát a lézervonal alatti magassági adatok alapján. A mérések és ellenőrzések egyszerűen és gyorsan elvégezhetők, mivel a lézeres profilozó képes felismerni és mérni a profiladatokból a magassági csúcs- és mélypontokat, valamint a deformáció szélességét.

Az egyszeri HDR-rel felszerelt lézeres profilozók gyors, nagy pontosságú 2D profilmérést tesznek lehetővé futófelületeken még akkor is, amikor az abroncs (amelynek alacsony a színkontrasztja) mozgásban van. A 3D profil is mérhető, ha a forgó abroncs teljes kerületének profiladatait rögzítik és képfeldolgozásnak vetik alá.

A lézeres profilozók képesek bármilyen tárgy soron belüli 3D vizsgálatára. Megbízható, 100%-os ellenőrzés érhető el az ütemidő befolyásolása nélkül, a lézeres profilozók nagy sebességű mintavételezési, nagy pontosságú és nagy teljesítményű pozícióbeállítási funkcióinak kihasználásával.

Igen, a 2D lézeres profilozók és a kamerák alapvetően különböző berendezések, mind működésükben, mind rendeltetésükben.

A kamerák – kivéve a fejlett 3D képalkotó kamerákat – kétdimenziós képeket készítenek. A lézeres profilozók viszont magassági adatokat mérnek, hogy pontosan meghatározzák a tárgyak alakját és méretét. Ezek a magassági adatok aztán 3D képpé is összeállíthatók egy alkatrészről.

Továbbá a kamerák a környezeti fényre támaszkodnak a képek készítéséhez, míg a lézeres profilométerek fényt bocsátanak ki, hogy megvilágítsák a tárgyat, és a visszavert fény alapján rögzítsék annak geometriáját.

Végül a lézeres profilozók és kamerák adatkinyerése is jelentősen eltér. A kamerák fényképeket és videókat rögzítenek digitális formában, de a 3D adatokat 2D síkon jelenítik meg.

A lézeres profilozók másként működnek. 2D vagy 3D adatokat adnak ki, rendszerint pontfelhő vagy felületmodell formájában, amelyek pontosan megmutatják a tárgy alakjának méreteit és a jellemzők egymáshoz viszonyított helyzetét.

Mivel pontos, érintésmentes mérést biztosítanak, a lézeres profilozókat számos iparágban alkalmazzák.

A gyártóipar erősen támaszkodik a lézeres profilozókra a gyártási folyamatok kritikus szakaszaiban, hogy biztosítsák a termék méret- és geometriai pontosságát, illetve az alkatrészek jelenlétét/hiányát a szerelvényekben.

A lézeres profilozókat az autóiparban is széles körben alkalmazzák, például hegesztésellenőrzésre, 360°-os felületvizsgálatra, egyenletesség-ellenőrzésre, valamint alváz- és karosszéria-ellenőrzésre.

Az elektronikai ipar, amely folyamatosan törekszik a miniatürizálásra, szintén lézeres profilozókat használ az alkatrészek NYÁK-ra történő pozicionálásának és igazításának ellenőrzésére forrasztás előtt és után (egyes alkatrészek a forrasz megolvadása során elmozdulhatnak). A lézeres profilozókat repedések, hideg forrasztások és a NYÁK-lap egyéb hibáinak azonosítására is használják.

Más iparágak – beleértve a repülőgépipart, az építőipart, valamint az élelmiszer- és italgyártást – szintén lézeres profilozókra támaszkodnak a gyártás, minőségbiztosítás és minőségellenőrzés során.

Az LJ-V7000 sorozat és az LJ-X8000 sorozat egyaránt támogatja a fejlett 3D profilmérést és ellenőrzést, nem beszélve a soron belüli 2D profilvizsgálatról. Az LJ-X8000 sorozat profilonként 3200 pixelt ér el az X-tengely mentén, így rendkívül nagy felbontású profilmérés végezhető az X és Z tengelyen is. Ezek a lézeres profilozók pontosan rögzítik a legapróbb profiljellemzőket is. Az LJ-V7000 sorozat nagy sebességű mintavételezést biztosít, akár 64 kHz-ig, így gyors, precíz soron belüli mérés és ellenőrzés mellett rövid ciklusidőt tesz lehetővé. Mindkét sorozat kék lézert alkalmaz, amely stabil mérést és ellenőrzést biztosít, függetlenül a célpont anyagától, színétől vagy hőmérsékletétől.

Egy fej akár 720 mm szélességig is képes mérni (LJ-X8000 sorozat). Lézeres profilozóink automatikusan ellenőrizhetik a lemezek, fóliák és egyéb széles tárgyak teljes szélességét és hosszát akár egyetlen érzékelőfejjel, akár több összepárosított érzékelővel. Egyszerűségük révén könnyen integrálhatók meglévő rendszerekbe, ugyanakkor rendkívül hatékony ellenőrző eszközök, amelyek a legkisebb felületi egyenetlenséget is érzékelik az egyik végétől a másikig, anélkül hogy meg kellene állítani a folyamatos mozgású gépet, köszönhetően nagy sebességű mintavételezési képességüknek. Ráadásul, a hagyományos kamerákkal ellentétben, a lézeres profilozók esetében nem szükséges újra beállítani a fej pozícióját még különböző vastagságú vagy színű lemezeknél sem, így sokféle termék gyors és egyszerű mérésére alkalmasak.

Természetesen. A KEYENCE nemcsak 3D képfeldolgozó és ellenőrző csomagot kínál, hanem dedikált profilkimeneti modellt is (LJ-X8000A), amely kifejezetten profiladat-kimenetre lett tervezve. Mivel a lézeres profilozóval mért nyers profiladatok közvetlenül importálhatók számítógépbe, ezek az adatok felhasználhatók 3D ellenőrzésre meglévő rendszerekkel és gépi látáskönyvtárakkal, további költségek nélkül. Ez a modell (ingyenesen) HALCON-kompatibilis mintavételező szoftververzióval érkezik, amely különböző gépi látáskönyvtárakat támogat.

A 2D profil-szkennereket, amelyeket gyakran lézervonalszenzorként vagy lézervonalszkennerként is emlegetnek, elsősorban tárgyak és felületeik alakjának, geometriájának letapogatására és mérésére használják. Ezek a szkennerek lézervonalat bocsátanak a célfelületre, amely visszaverődik, és a beépített kamera/érzékelő rögzíti a profilt. Leggyakoribb alkalmazásuk a szélesség, magasság, hézag vagy szög mérése, a tárgy felületén található hibák, horpadások vagy kiemelkedések detektálása, az anyag egyenletességének ellenőrzése, gépalkatrészek kopásának értékelése, valamint hegesztési varratok ellenőrzése a gyártási folyamatokban.

A 3D profilozók a 2D lézerszkennerek képességeire építenek, és háromdimenziós ábrázolást hoznak létre felületekről és tárgyakról. Ez általában úgy történik, hogy szabályozott módon letapogatják a tárgyat, vagy több 2D profilt kombinálnak egy háromdimenziós profillá. Mivel képesek a harmadik dimenzió érzékelésére vagy letapogatására, a 3D lézeres profilozók alkalmazást nyertek felületellenőrzésben, térfogatmérésben, deformációk és anyagvetemedés figyelésében, visszamodellezésben, alkatrész-replikációban, nagy területek 3D feltérképezésében és topográfiájában, valamint minőségellenőrzési és verifikációs folyamatokban. Emellett könnyen integrálhatók más automatizálási rendszerekbe, amelyek hasznosak robotirányításban és anyagmozgatásban.

3D profil előállítható 2D lézerrel úgy, hogy a szkennert vagy a szkennelt tárgyat elmozdítják a harmadik tengely mentén, amely általában merőleges a 2D szkennelési irányra. A tárgyról készített több 2D szkennelés adatát a kapcsolódó szoftver egy teljes 3D ábrázolássá egyesíti a tárgy felületéről. Ezt a folyamatot gyakran enkóderek és egyéb pozíciókövető mechanizmusok integrálásával végzik, hogy a tárgy felületének pontos feltérképezése biztosított legyen.

A 3D lézeres profilozók és a látórendszerek összehasonlításakor a legmegfelelőbb mérési technológia az Ön igényeitől és követelményeitől függ. Ahogy nevük is mutatja, a 3D szkennerek kiválóan alkalmasak mélységi/magassági információk nagy felbontású szolgáltatására, így részletes 3D felületletapogatást igénylő alkalmazásokhoz ideálisak. Adatgyűjtésük gyorsabb a látórendszereknél, bonyolultabb felületek részletes letapogatására képesek, és szélesebb anyag- és felületválasztékot tudnak kezelni. Viszont a 3D lézerszkennerek mozgást igényelnek, míg a látórendszerek általában álló alkatrészeken dolgoznak. A látórendszerek viszont kivételesen nagy felbontású 2D szkennelést biztosítanak, és azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol a színfelismerés és mintafelismerés számít, kiválóak. Azonban ezek jóval lassabbak a 3D lézereknél.