Kürzere Produktionsabläufe dank Laser-Triangulation mit Z-LASER ZX20

Bei der zunehmenden Automatisierung und Beschleunigung von Fertigungsprozessen und gleichzeitiger Steigerung der Qualitätsansprüche, rücken optische 3D-Messsysteme immer mehr in den Fokus. Sobald die Geometrie eines Objekts bei einer Messung relevant ist, bietet die Lasertriangulation große Vorteile gegenüber anderen (klassischen) 2D-Inspektionsverfahren. Mittlerweile gehört die Lasertriangulation zu den optischen Standardmessverfahren. Zumeist wird hierbei mittels eines Lasers eine möglichst homogen erscheinende Linie erzeugt. Diese Linie wird auf ein sich bewegendes Objekt projiziert und mit einer Matrixkamera in einem festen definierten Winkel aufgenommen. Ändert sich die Höhe des Objekts, auf welches die Linie projiziert ist, so ändert sich auch gleichzeitig die Position der Linie auf dem Kamerasensor. Diese Änderung auf dem Sensor kann über die Winkelbeziehung im Dreieck mit entsprechenden Bildverarbeitungsalgorithmen in eine Höhe übersetzt werden. Durch die konstante Bewegung während einer Messung, zumeist Bauteile auf einem Förderband, erhält man 3D-Koordinaten der kompletten Objekte, welche mit einer Sollvorgabe verglichen werden können. Je nach Setup können über dieses Messverfahren mittlerweile Messgenauigkeiten im Submikrometerbereich erreicht werden.

Da sich ein Endanwender meistens nicht mit der Entwicklung eines entsprechenden Aufbaus auseinandersetzen möchte, bieten mittlerweile viele Firmen komplette Setups in Form von Komplettsensoren an. Diese Triangulationssensoren beinhalten von Werk aus bereits die gesamte benötigte Hardware, welche zur Aufnahme der 3D-Koordinaten notwendig ist. Je nach Hersteller stellen diese Sensoren dem Anwender entweder 3D-Daten zur weiteren Verarbeitung oder fertige Messergebnisse zur Verfügung.

Vorteile Lasertriangulation:

Kontrastunabhängig
Hohe bis sehr hohe Inspektionsgeschwindigkeiten
Sehr hohe Messgenauigkeit
Relativ einfache Generierung und Auswertung von 3D-Daten
Vergleichsweise günstig
Vergleichsweise kleine Baugröße
Überschaubare Investitionskosten
Viele Anbieter mit unterschiedlichen Schwerpunkten (Auflösung, Geschwindigkeit, Kosten,…)

Typische Anforderungen an den Laser bei Integration in einen Triangulationssensors:

geringe Baugröße (insbes. Länge)
gleichbleibende Projektionsqualität
hohe Flexibilität bei der Auswahl der Optikkonfigurationen
einfache mechanische und elektrische Integration
kundenspezifische Designs
offene Kommunikationsschnittstelle (I²C)
- einfache Einstellung der Ausgangsleistung
- Auslesen von Betriebsparametern (Laufzeit, Temperaturen, ON/OFF-Zyklen)
- Service vor Erreichen des End-of-Life „Predictive Maintenance“