Laser Profielmeter / 3D-lasersnapshot-sensor

Laserprofilers kunnen contactloze profielmetingen uitvoeren. In tegenstelling tot contactgebaseerde meetapparaten kunnen laserprofilers nauwkeurig de profielen meten van zachte materialen of doelen die door contact beschadigd kunnen raken. Automatisering van profielmetingen verwijdert ook de afhankelijkheid van operators, waardoor het risico op menselijke fouten of variatie in meetmethoden wordt geëlimineerd, wat de betrouwbaarheid verbetert en de inspectietijd verkort.

Contactmeetapparatuur is moeilijk te gebruiken op oppervlakken van krasgevoelige producten en elektronische componenten die op delicate, precieze printplaten zijn gemonteerd. Laserprofilers daarentegen kunnen metingen uitvoeren op deze kwetsbare doelen tijdens de productie, zonder dat de onderdelen voor inspectie hoeven te worden gestopt. Door hun contactloze meetmethode kunnen laserprofilers nauwkeurig de profielen meten van rubberproducten, voedingsmiddelen en andere zachte objecten zonder het doel te vervormen door contactdruk. Laserprofilers bieden een oplossing voor automatische 100% inspecties voor een breed scala aan industrieën, processen en producten.

Omdat 1D-laserverplaatsingssensoren op één punt meten in plaats van over het volledige oppervlak, zijn ze enigszins beperkt voor het berekenen van 2D- of 3D-metingen zoals hoogteverschillen of vervorming. Laserprofilers bieden een oplossing voor het scannen van brede gebieden in één keer, waardoor het mogelijk is om complexere metingen met hoge snelheid uit te voeren.

Het uitvoeren van 2D-metingen, zoals hoogteverschil, met 1D-laserverplaatsingssensoren vereist het gebruik van meerdere sensoren of het installeren van een precisietafel om de positie van de sensor ten opzichte van het doel aan te passen. Dit kan lastig zijn vanwege tijd- of ruimtebeperkingen, en de nauwkeurigheid is beperkt tot hoe goed het onderdeel kan worden gepositioneerd. Laserprofilers meten echter de hoogte over een oppervlak met een laserlijn in plaats van op één punt, waardoor hoogteverschilmetingen over brede gebieden kunnen worden uitgevoerd zonder beweging of meerdere sensoren. Door laserprofilers in een productielijn te installeren, kunnen fabrikanten het rendement verhogen door hoogteverschil-, vervormings- en andere 2D/3D-metingen uit te voeren zonder het product te stoppen.

Cameragebaseerde inspectie kan moeilijk zijn voor bepaalde toepassingen vanwege lichtomstandigheden, gebrek aan kleurcontrast of hoogteverschillen in het doel. Bovendien is het bereik beperkt tot 2D-metingen, waardoor hoogte-inspectie apart moet worden uitgevoerd. Laserprofilers kunnen 3D-inspectie en defectdetectie van elk materiaal uitvoeren zonder externe verlichting.

Conventionele gebiedscamera's en lijnscan-camera's hebben verlichtingsarmaturen nodig. In sommige gevallen is het moeilijk om de omstandigheden in te stellen vanwege ongelijkheid in kleur, patronen, glans en andere eigenschappen van het doel. Bovendien kunnen camera's geen hoogte meten, en zelfs bij een schuine opstelling is betrouwbare inspectie niet mogelijk omdat het beeld niet volledig scherp kan worden gesteld van voor tot achter. Laserprofilers daarentegen kunnen hoogtes meten zonder externe verlichting. Met alleen een sensorhoofd geïnstalleerd, kan een laserprofiler worden gebruikt voor het inspecteren van hoogte en andere 3D-profielgegevens door de vorm van het object van bovenaf vast te leggen. Laserprofilers kunnen ook betrouwbare inline profielmetingen uitvoeren zonder beïnvloed te worden door kleurverschillen, patronen en andere eigenschappen van het doelobject.

Hogesnelheidslaserprofilers kunnen het applicatiesysteem (doseermondstuk) volgen om het 3D-profiel van afdichtmiddelen en vers aangebrachte lijmen in realtime te meten en te inspecteren. Omdat laserprofilers niet worden beïnvloed door stralingslicht, kunnen ze worden gebruikt voor het meten van pas gelaste naden door de toorts van de lasrobot te volgen. Andere toepassingen zijn onder meer uiterlijkinspecties van onderdelen en producten, evenals andere 3D-profielmetingen die voorheen onmogelijk waren voor geautomatiseerde inline-inspecties. KEYENCE heeft de volgende generatie geautomatiseerde 100% inspecties op de markt gebracht die alleen mogelijk zijn met laserprofilers.

Batterijen — een van de belangrijkste onderdelen van elektrische voertuigen — moeten voldoen aan hoge kwaliteits- en veiligheidsnormen. Een laserprofiler kan automatische 100% inspecties uitvoeren in een breed scala aan processen, waaronder de kwaliteit van coatingtoepassing tijdens de productie van lithium-ionbatterijen en de 3D-profielmeting van elektroden en lasnaden voor dekselsealing van vierkante behuizingen.

De inspectiebehoefte groeit met de toenemende vraag naar smartphones, tablets en wearables, evenals de trend naar kleinere afmetingen en hogere functionaliteit. KEYENCE maakt automatische 100% inspecties mogelijk met laserprofilers in de elektronica-industrie, waaronder profielmeting van PCB-vervorming en soldeerpasta's op printplaten, inspectie van oliekeerringen en O-ringplaatsing in de behuizing en coplanariteitsinspectie van pennen.

Laserprofilers zijn zeer effectief voor halfgeleiderprocessen waar precisie en stabiliteit vereist zijn, dankzij hun vermogen om te meten zonder negatieve invloed van glans of kleurvariatie van onderdelen. Het profiel van de waferrand en positioneringsnauwkeurigheid spelen een grote rol bij het verminderen van verlies en het efficiënt produceren van kwaliteitschips. KEYENCE heeft laserprofilers op de markt gebracht die betrouwbare en nauwkeurige metingen en inspecties van wafers met unieke glans mogelijk maken voor profielinspecties van inkepingposities en randvormen.

Een veelvoorkomend probleem bij inspecties is het optreden van meetfouten als gevolg van het kantelen van het doelobject. KEYENCE introduceert voorbeelden van hoogte- en hoogteverschilmetingen met een laserprofiler die is uitgerust met een kantelcorrectiefunctie voor nauwkeurige metingen. Hoe de laserprofiler werkt, wordt uitgelegd aan de hand van een meetvoorbeeld dat zowel transparante als spiegelende oppervlakken omvat, evenals een vergelijking met contactmeetapparatuur.

Laserprofilers kunnen inline de breedte van een doel op elke positie meten. KEYENCE introduceert voorbeelden, waaronder een casus waarbij een laserprofiler wordt gebruikt om de breedte van elastomeren te meten. Alternatieve oplossingen voor contactloze breedtemeting worden ook uitgelegd.

Laserprofilers kunnen hoeken snel en nauwkeurig meten zonder gebruik te maken van meerdere sensorhoofden of externe berekeningen. KEYENCE introduceert een voorbeeld waarbij de kwaliteit van automatisch lassen wordt verbeterd door direct de groefvorm, positie en hoek voor de toorts van de automatische lasmachine te meten en feedback te geven aan het systeem.

Eén enkele laserprofiler meet nauwkeurig de vervorming en vlakheid van een doel met behulp van de hoogtegegevens onder de laserlijn. Metingen en inspecties worden eenvoudig en snel uitgevoerd dankzij het vermogen van deze laserprofiler om hoogtepieken, laagste punten en vervormingsbreedte te detecteren en meten uit de verkregen profielgegevens.

Laserprofilers met single-shot HDR kunnen snelle en nauwkeurige metingen van het 2D-profiel van loopvlakken uitvoeren, zelfs terwijl de banden (met weinig kleurcontrast) in beweging zijn. Het 3D-profiel kan ook worden gemeten door de profielgegevens van de volledige omtrek van de draaiende band te verkrijgen en deze te verwerken met beeldverwerking.

Laserprofilers kunnen inline 3D-inspecties uitvoeren op elk object. Betrouwbare 100% inspecties kunnen worden gerealiseerd zonder de cyclustijd te beïnvloeden door gebruik te maken van de hogesnelheidsbemonstering, hoge precisie en hoogwaardige positieregelingsfuncties van laserprofilers.

Ja, 2D-laserprofilers en camera's zijn fundamenteel verschillende apparaten, zowel qua werking als qua doel.

Camera's — tenzij het zeer geavanceerde 3D-beeldcamera's zijn — leggen tweedimensionale beelden vast. Laserprofilers daarentegen meten hoogtegegevens om de precieze vorm en afmetingen van objecten te verkrijgen. Deze hoogtegegevens kunnen vervolgens worden gecombineerd tot een 3D-beeld van een onderdeel.

Bovendien zijn camera's afhankelijk van omgevingslicht om beelden vast te leggen, terwijl laserprofilometers licht uitzenden om het object te verlichten en de geometrie vast te leggen op basis van het gereflecteerde licht.

Ten slotte verschillen de gegevensuitvoer van laserprofilers en camera's sterk. Camera's leggen fotografische beelden en video's vast in digitale vorm, maar ze leggen 3D-gegevens vast en presenteren die via een 2D-vlak.

Laserprofilers werken anders. Ze geven 2D- of 3D-gegevens uit, meestal in de vorm van puntenwolken of oppervlaktemodellen, die de exacte afmetingen en relatieve positie van kenmerken in de vorm van een object weergeven.

Omdat ze nauwkeurige, contactloze metingen kunnen uitvoeren, worden laserprofilers in een breed scala aan industrieën gebruikt.

Productiebedrijven vertrouwen sterk op laserprofilers tijdens kritieke stappen in het productieproces om de dimensionale en geometrische nauwkeurigheid van hun product en de aanwezigheid/afwezigheid van componenten in assemblages te waarborgen.

Laserprofilers worden ook gebruikt in de automobielindustrie voor een breed scala aan taken, variërend van lasinspecties tot 360° oppervlakte-inspectie, uniformiteitsinspectie en inspecties van chassis en carrosserie.

De elektronica-industrie, met haar voortdurende miniaturisatie, vertrouwt ook op laserprofilers om de positionering en uitlijning van componenten op de PCB vóór en na het solderen te inspecteren (sommige componenten kunnen bewegen tijdens het smelten van het soldeer). Laserprofilers worden ook gebruikt om scheuren en koude soldeerverbindingen te identificeren, evenals eventuele problemen met de PCB zelf.

Andere sectoren — waaronder de luchtvaart, bouw en voedingsmiddelen- en drankenindustrie — vertrouwen ook op laserprofilers voor hun productie-, kwaliteitsborgings- en kwaliteitsinspectieactiviteiten.

De LJ-V7000-reeks en de LJ-X8000-reeks ondersteunen beide geavanceerde 3D-profielmeting en inspectie, evenals 2D-profielinspectie met inline profielmeting. De LJ-X8000-reeks bereikt 3200 pixels langs de X-as per profiel, wat superhoge definitie profielmeting mogelijk maakt in zowel de X- als de Z-as. Deze laserprofilers kunnen uiterst kleine profielkenmerken nauwkeurig vastleggen. De LJ-V7000-reeks biedt hogesnelheidsbemonstering tot 64 kHz, wat bijdraagt aan kortere cyclustijden dankzij snelle, nauwkeurige inline metingen en inspecties. Beide reeksen gebruiken een blauwe laser, die stabiele metingen en inspecties mogelijk maakt zonder beïnvloeding door het materiaal, de kleur of de temperatuur van het doel.

Eén kop kan tot een breedte van 720 mm meten (LJ-X8000-reeks). Onze laserprofilers kunnen automatisch de volledige breedte en totale lengte van platen, folies en andere brede objecten inspecteren met slechts één sensorhoofd of meerdere gekoppelde sensoren. Door hun eenvoud zijn ze eenvoudig te integreren in bestaande systemen, maar ze zijn zeer krachtige inspectietools en kunnen de kleinste oneffenheden op het oppervlak van het ene uiteinde tot het andere detecteren zonder de beweging van de roll-to-roll machine te stoppen, dankzij hun hogesnelheidsbemonstering. Bovendien hoeven laserprofilers, in tegenstelling tot conventionele camera's, de koppositie niet aan te passen, zelfs niet bij platen met verschillende diktes of kleuren, waardoor ze eenvoudig en snel verschillende producten kunnen meten.

Zeker weten. KEYENCE biedt niet alleen een 3D-beeldverwerkings- en inspectiepakket, maar ook een speciaal profieluitvoermodel (LJ-X8000A) dat zich specialiseert in en uitsluitend is ontworpen voor profielgegevensuitvoer. Omdat ruwe profielgegevens die door een laserprofiler zijn gemeten direct in een computer kunnen worden geïmporteerd, kunnen deze gegevens zonder extra kosten worden gebruikt voor 3D-inspecties in een bestaand systeem en met bestaande machine vision-bibliotheken. Dit model wordt gratis geleverd met een HALCON-compatibele versie van bemonsteringssoftware die verschillende machine vision-bibliotheken ondersteunt.

2D-profielscanners, vaak laserlijnsensoren of laserlijnscanners genoemd, worden voornamelijk gebruikt voor het scannen en meten van vormen en geometrieën van objecten en hun oppervlakken. Deze scanners zenden een laserlijn uit op een doeloppervlak, dat wordt gereflecteerd en vastgelegd door de ingebouwde camera/sensor om een profiel te genereren. Deze scanners worden het meest gebruikt voor het meten van breedte, hoogte, openingen of hoeken, het detecteren van defecten, deuken of uitsteeksels op het oppervlak van het object, het monitoren van materiaaleenheid, het beoordelen van slijtage aan mechanische onderdelen en het inspecteren van lasnaden in productieprocessen.

3D-profilers bouwen voort op de mogelijkheden van 2D-laserscanners door een driedimensionale weergave van oppervlakken en objecten te creëren. Dit gebeurt meestal door het object gecontroleerd te scannen of door meerdere 2D-profielen te combineren tot één driedimensionaal profiel. Dankzij hun vermogen om de derde dimensie te scannen, worden 3D-laserprofilers gebruikt voor oppervlakte-inspectie, volumemeting, het monitoren van vervormingen en materiaalvervorming, evenals reverse engineering, onderdeelreproductie, 3D-mapping en topografie van grote gebieden, en kwaliteitscontrole en verificatie in productieprocessen. Bovendien zijn ze eenvoudig te integreren met andere automatiseringssystemen, wat nuttig is gebleken voor robotgeleiding en materiaalafhandeling.

U kunt een 3D-profiel genereren met een 2D-laser door ofwel de scanner ofwel het object dat wordt gescand langs de derde as te verplaatsen, die meestal loodrecht staat op de 2D-scannerichting. Met meerdere 2D-scans van het object combineert de bijbehorende software deze 2D-profielen tot een volledige 3D-weergave van het werkelijke oppervlak van het object. Dit proces wordt vaak uitgevoerd door encoders en andere positietrackingmechanismen te integreren om een nauwkeurige mapping van het objectoppervlak te garanderen.

Als het gaat om de vergelijking tussen 3D-laserprofilers en visionsystemen, hangt de beste meettechnologie af van uw behoeften en eisen. Zoals de naam al aangeeft, blinken 3D-scanners uit in het bieden van diepte-/hoogte-informatie met fijne resolutie, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen die gedetailleerde 3D-oppervlaktedscans vereisen. Ze zijn ook sneller in gegevensverzameling dan visionsystemen, beter in gedetailleerde oppervlaktescans en kunnen een breder scala aan materialen en oppervlakcondities aan. 3D-laserscanners vereisen echter beweging, terwijl visionsystemen meestal werken op stilstaande onderdelen. Visionsystemen bieden daarentegen uitzonderlijk hoge resolutie 2D-scans en zijn uitstekend voor toepassingen waarbij kleurherkenning en patroonherkenning belangrijk zijn. Maar ze zijn aanzienlijk langzamer dan 3D-lasers.