Die Lasersensoren von Micro-Epsilon basieren auf dem Messprinzip der optischen Triangulation. Ein Laserstrahl wird auf ein Objekt gerichtet, ein Detektor erfasst das reflektierte Licht. Die Distanz zwischen Sensor und Objekt lässt sich nun anhand des Winkels in dem das reflektierte Licht auf dem Detektor auftrifft präzise berechnen. Dies geschieht über eine Dreiecksbeziehung zwischen Laserdiode, Messpunkt auf dem Objekt und Abbild auf der CMOS-Zeile. Die Messauflösung erreicht dabei den Bruchteil eines Mikrometers. Mit den neuen Sensoren optoNCDT 1220, 1320 und 1420 präsentiert Micro-Epsilon drei neue Baureihen, die mit der höchsten Leistungsstärke in ihrer Klasse überzeugen.
Eine Klasse für sich – hochperformanter Lasersensor im kompakten Gehäuse
Das Flaggschiff der neuen Sensoren bildet der optoNCDT 1420. Durch gezielte Optimierungen wurden diese Sensoren auf die ein neues Level gehoben. Mit verdoppelter Messrate von nun 8 kHz, einer 16 Bit Digital/Analog-Wandlung und der Schutzart IP67 sind sie nicht nur die schnellsten Lasersensoren ihrer Klasse, sondern punkten auch dank der überragenden Genauigkeit. Daher sind die Sensoren ideal für Serienanwendungen in der Automatisierung und im Maschinenbau geeignet.
Die ultrakompakte Bauform des Sensors bei gleichzeitig geringem Gewicht eröffnet neue Anwendungsgebiete. Die Signalaufbereitung ist komplett im Sensorgehäuse untergebracht. Dadurch ist kein externes Steuergerät erforderlich, was den Platzbedarf bei der Installation auf ein Minimum reduziert. Eingesetzt werden die optoNCDT 1420 Lasersensoren für präzise Weg- und Abstandsmessungen bei Messbereichen von 10 mm bis 500 mm.
Die neuen Modelle bieten höchste Leistung in jeder Umgebung und zeichnen sich durch eine Temperaturstabilität von ±0,015 % d.M. / K und eine Fremdlichtbeständigkeit von bis zu 50.000 Lux aus. Ein hochperformanter D/A-Wandler ermöglicht am Analogausgang eine 16 Bit Auflösung.
Die Einsatzmöglichkeiten der neuen Lasersensoren sind vielfältig. Sie messen auf nahezu allen Oberflächen und arbeiten mit einer intelligenten Belichtungsregelung, die Hell-Dunkel- und Matt-Glänzend-Wechsel schnell und zuverlässig kompensiert. So stellen schnelle Übergänge von glänzenden Lötzinn auf dunklen Kunststoff, wie sie bei der Abstandsmessung auf Leiterplatten auftreten, kein Problem dar. Dank kleinem Lichtfleck lassen sich zudem kleinste Details hochgenau erfassen, wie beispielsweise IC-Pins, die ebenfalls auf Leiterplatten geprüft werden. Das robuste Aluminiumgehäuse mit Schutzart IP67 schützt den Sensor vor äußeren Einflüssen und sorgt für Vibrationsbeständigkeit. Darüber hinaus können die Sensoren mit schleppkettentauglichen Kabeln und auch robotertauglichen Kabeln ausgestattet werden.
Die Handhabung ist für Einsteiger wie auch Experten gleichermaßen einfach. Die Möglichkeiten reichen von analog bis digital, von der Plug&Play-Lösung über Webinterface bis hin zu ASCII Programmierbefehlen.
Kompakter Laserwegsensor
Der optoNCDT 1320 ist ein neuartiger Laser-Triangulationssensor in Kompaktbauweise zur Erfassung von Weg, Abstand und Position. Dank der äußerst kompakten Bauform mit integriertem Controller kann der Sensor auch in beengte Bauräume integriert werden. Aufgrund des geringen Gewichts eignet sich der optoNCDT 1320 hervorragend für Anwendungen, bei denen hohe Beschleunigungen wirken, wie z.B. am Roboterarm oder in Bestückungsautomaten. Der Lasersensor bietet eine hohe Messgenauigkeit und eine einstellbare Messrate von bis zu 4 kHz. Die Active Surface Compensation (ASC) sorgt für eine stabile Ausregelung des Abstandssignals, unabhängig von der Farbe und Helligkeit des Messobjekts. Dank des kleinen Messflecks können auch kleinste Objekte zuverlässig detektiert werden.
Die optoNCDT 1320 Modelle ermöglichen eine Sofortinbetriebnahme mit nur wenigen Klicks der Multifunktionstaste am Sensor. Erweiterte Sensoreinstellungen erfolgen über das intuitive Webinterface. Darüber können die gängigsten Oberflächentypen einfach über Presets gewählt werden, wodurch Filter, Messrate und Belichtung automatisch angepasst werden. Über den Quality-Slider können voreingestellte Settings für statische oder dynamische Prozesse gewählt werden.
Leistungsstarke Lasersensoren für Serienanwendungen
Klein, präzise und schnell präsentieren sich die kompakten Lasersensoren optoNCDT 1220. Mit einer Messrate bis 2 KHz messen die Sensoren äußerst schnell. Dank der 16 Bit Digital-/Analog-Wandlung, dem IP67 Gehäuse und der hohen Schock- und Vibrationsbeständigkeit sind die Sensoren für Serienanwendungen in der Automatisierung und im Maschinenbau konzipiert. Die optoNCDT 1220 Lasersensoren sind für industrielle Serienanwendungen ausgelegt und bieten ein einzigartiges Preis-Leistungsverhältnis. Auch diese neuen Modelle bieten Messbereiche bis 500 mm, Messraten mit bis zu 2 KHz und eine 16 Bit Digital-/Analog-Wandlung. Die Ausführung ist mit einem Sensorgewicht von nur 60 Gramm und Maßen von 46x30x20 mm äußerst kompakt. Die Sensoren eignen sich daher ideal zur Integration in beengte Bauräume.
Mit stabilem Aluminiumgehäuse und Schutzart IP67 sind die optoNCDT 1220 Sensoren auf industrielle Umgebungen ausgelegt. Der Sensor ist hierbei in hohem Maß vor Schock und Vibration geschützt. Eingesetzt werden die Sensoren daher in allen Bereichen der Automatisierungstechnik, dem Maschinenbau, in 3D-Druckern oder Verfahranlagen.
Vielfältige Anwendungsgebiete
Die optoNCDT Laser-Triangulationssensoren werden bevorzugt zur präzisen Messung von Weg, Abstand und Position eingesetzt. Ihre Präzision und Zuverlässigkeit machen sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Qualitätskontrolle, wo sie dazu beitragen, die Einhaltung von Spezifikationen sicherzustellen und Ausschuss zu reduzieren. Ebenso sind sie in der Robotik und in automatisierten Montageprozessen von großer Bedeutung, wo sie zur genauen Positionierung von Werkzeugen, Werkstücken sowie zur Steuerung von Bewegungsabläufen eingesetzt werden.
Lasersensoren als Taster-Ersatz
Bei der geometrischen Vermessung von Bauteilen in Prüfvorrichtungen werden Laser-Triangulationssensoren optoNCDT 1220 von Micro-Epsilon eingesetzt. Sie überwachen unter anderem Bauteiltoleranzen von seriengefertigten Kunststoff- und Aludruckgussteilen. Zudem werden sie für die Wareneingangskontrolle und damit die Qualitätssicherung eingesetzt. Im Gegensatz zu den früher verwendeten taktilen Prüfstationen erfolgt aufgrund der berührungslosen Laser-Messung keine Einwirkung auf das Messobjekt. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Sensoren aufgrund ihrer verschiedenen Messbereiche und großer Grundabstände sehr flexibel einzusetzen. Dies ist auch in kritischen Industrieumgebungen möglich. Die Lösung mit Lasersensoren ist darüber hinaus wirtschaftlich, erfolgt schnell und mit hoher Präzision sowie mit reduziertem mechanischen Aufwand im Vergleich zur taktilen Messung. Die Integration der Sensoren und die nachfolgende Auswertung der Messergebnisse ist schnell und auf einfache Weise umsetzbar.
Feinpositionierung beim Dispensen
Wie bei Druckprozessen ist auch beim Auftragen von Klebstoffen und Wärmeleitpaste die exakte Höhenpositionierung der Dispenserdüse entscheidend für die fehlerfreie Ausführung. Lasersensoren der Serie optoNCDT ermöglichen die Feinpositionierung des Dispensers. Die Sensoren liefern unabhängig von der Oberflächenreflexion präzise Messergebnisse, die zur Höhennachführung und auch zur Kantenerfassung herangezogen werden.
Qualitätskontrolle in der Elektronikfertigung
Lasersensoren der Modellreihe optoNCDT 1420 kommen auch bei der Qualitätskontrolle von Leiterplatten zum Einsatz. Über eine Verfahranlage werden sie über die PCBs und die hochintegrierten Bauteile geführt. Mit einer Messrate von bis zu 8 kHz prüfen die Sensoren die Position und Anwesenheit von kleinen Bauteilen auf der Leiterplatte. Die kompakte Sensorbauform mit gerade einmal 46 x 30 mm und der integrierte Controller ermöglichen die Einbindung des Sensors auch bei wenig Platz. Durch den kleinen Lichtfleckdurchmesser werden präzise Messungen auch auf kleine IC-Pins ermöglicht, da der Lichtpunkt dort scharf abgebildet werden kann.
Vorteile der Lasersensoren
Die größten Vorteile der Micro-Epsilon Laser-Triangulationssensoren liegen im äußerst kleinen Lichtpunkt, der hohen Genauigkeit und der Messrate. Sie können selbst kleinste Abstandsänderungen detektieren, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen es auf hohe Präzision ankommt. Darüber hinaus ermöglicht die berührungslose Messmethode die Messwertaufnahme ohne das Messobjekt zu beeinflussen oder zu beschädigen, was besonders in sensiblen oder schwer zugänglichen Bereichen von Bedeutung ist.
Die Fähigkeit, Messungen in Echtzeit durchzuführen, ist eine weitere Stärke dieser Sensoren. Dies ermöglicht eine sofortige Feedbackschleife für Steuerungs- und Regelungssysteme, wodurch Prozesse effizienter und dynamischer gestaltet werden können. Ein Eingreifen in den Produktionsprozess ist unmittelbar möglich, mindert dadurch deutlich Ausschuss und spart Ressourcen. Zudem sind Laser-Triangulationssensoren in der Lage, auf verschiedenste Materialien und Oberflächenbeschaffenheiten zu messen, was eine breite Anwendungsvielfalt eröffnet.
Autor: Erich Winkler, Produktmanager Sensorik, MICRO-EPSILON MESSTECHNIK
