Der Konstrukteur 5/2022

SPECIAL SENSORTECHNIK 01

SPECIAL SENSORTECHNIK 01 02 SPECIAL Eine C-/C++-/C#-Bibliothek mit zahlreichen Beispielprogrammen und Dokumentationen unterstützt bei der Softwareentwicklung. UMFANGREICHE SOFTWAREFUNKTIONEN AUF EINEN BLICK Die Messprogramme der Software lassen sich in drei Gruppen einteilen. Die „Datenverarbeitung“, der die Programme zur Selektion, Filterung, Transformation und Ausrichtung von Punktewolken unterliegen. Hier sind unter anderem Korrekturen der Einbaulage, Punktauswahl, die Ausrichtung anhand von Quadern, Ebenen, Linien oder Punkten möglich. Aber auch Mittelwert-, Median-, Tiefpass-, Hochpass- und Erosionsfilter zählen dazu. In der Gruppe „Objekte“ finden sich Programme zur Passung von geometrischen Objekten enthalten. Hier können beispielsweise Schwerpunkte oder Extrempunkte in der 3D-Punktewolke berechnet werden. Auch Passungen von Objekten, wie Kugeln oder Zylindern in die Punktewolke sind möglich, um diese weiter auszuwerten. In der „Messwertausgabe“ können die Messergebnisse noch mathematisch kombiniert und verrechnet werden und es stehen detaillierte Optionen zur Signalausgabe zur Verfügung. Die Ausgabe erfolgt mit hoher Kompatibilität über UDP, TCP, Modbus, wobei 3DInspect als jeweiliger Server funktioniert. Mithilfe von Zusatzmodulen ist auch eine Steuerung und Messwertübertragung über Profinet und Ethernet/IP möglich. 3D-VERMESSUNG DIFFUS REFLEKTIERENDER OBERFLÄCHEN Das umfangreiche 3D-Software-Paket von Micro-Epsilon ist unter anderem mit den Sensoren der Reihe SurfaceControl kompatibel. Sie sind zur schnellen 3D-Vermessung und Inspektion diffus reflektierender Oberflächen wie Metall, Kunststoff oder Keramik im Einsatz. Der Sensor nutzt Streifenlichtprojektion, mit der sich diffus reflektierende Objekte erfassen lassen und errechnet aus den aufgezeichneten Daten eine hochgenaue 3D-Punktewolke. Anhand der Punktewolke ist es möglich, Geometrien und kleinste Defekte zu erkennen. Auch kleinste Strukturen auf Bauteilen sowie Formabweichungen werden sichtbar. Es stehen Sensoren mit unterschiedlichen Messflächen und Leistungsdaten zur Verfügung. Dank der schmalen Bauform kann der Sensor auch in beengte Bauräume integriert werden. Die Besonderheit der SurfaceControl-Systeme liegt im Zusammenspiel aus automatischer Oberflächeninspektion, höchster Präzision ab 0,4 µm sowie schneller und äußerst zuverlässiger Erkennung verschiedener Objekt- und Oberflächengeometrien. ANWENDUNG IN DER ELEKTRONIKINDUSTRIE In Elektrogeräten wie Sensoren, Smartphones oder Computern sind Leiterplatten integriert. Unbestückte Leiterplattensubstrate dienen als Grundelemente für Leiterplatten. Wegen der hohen Qualitätsanforderungen, die bei der Substratherstellung gelten, ist eine 100 % Kontrolle durch hochgenau messende Sensoren notwendig. Entspricht beispielsweise die Ebenheit des Substrats nicht den Vorgaben, so lassen sich Baugruppen bei der Bestückung nicht exakt aufbringen. Für High-End-Substrate aus Keramik gelten höchste Messgenauigkeitsanforderungen von 2 µm. Der hochpräzise 3D-Snapshot-Sensor SurfaceControl 3D 3500 misst direkt in der Produktionslinie auf die matte Oberfläche der Substrate. Die aufgenommenen Messwerte werden im Sensor DIE BESONDERHEIT DER 3D- GESAMTLÖSUNG LIEGT IN EINER LEISTUNGSSTARKEN 3D-SOFTWARE, DIE MIT ALLEN 3D-SENSOREN DES UNTERNEHMENS KOMPATIBEL IST verrechnet und über die integrierte Gigabit-Ethernet-Schnittstelle an einen externen PC ausgegeben. Eine Weiterverarbeitung, Beurteilung und Protokollierung der 3D-Daten ist mit der leistungsstarken Software 3DInspect möglich. Werden Defekte an den Substraten erkannt, erfolgt über die Steuereinheit eine vollautomatische Aussortierung des Schlechtteils. Mit dem Sensor der Reihe SurfaceControl ist eine vollautomatisierte Prüfung ohne manuelles Eingreifen möglich. Der Sensor liefert auf matten Objekten beste Messergebnisse mit einer Wiederholpräzision von bis zu 0,4 µm. Eine Messung mit anschließender Berechnung und Auswertung erfolgt innerhalb von nur 1,5 Sekunden. 3D-VERMESSUNG SPIEGELNDER OBERFLÄCHEN Für 3D-Messungen auf spiegelnden und glänzenden Oberflächen wurde der ReflectControl-Sensor konzipiert. Der Sensor kann für mikrometergenaue Messungen stationär zur Überwachung der Fertigungslinie oder für die Inline-Inspektion beispielsweise am Roboter eingesetzt werden. Auf dem Sensordisplay wird ein Streifenmuster generiert, das über die Oberfläche des Messobjekts in 64 DER KONSTRUKTEUR 2022/05 www.derkonstrukteur.de

03 04 Infrarotkameras. Pyrometer. Zubehör. Software. Wir messen berührungslos Temperaturen von –50 °C bis +3000 °C. Besuchen Sie uns: www.optris.de 01 Laserscanner prüfen Batteriepakete im Durchlauf und liefern auf den schwierigen, glänzenden Oberflächen präzise Ergebnisse 02 Die Software 3DInspect stellt kleinste Strukturen auf Bauteilen dar, wie das Beispiel einer realen 3D-Abbildung der Handyschale zeigt 03 Die bedienerfreundliche Software 3DInspect liefert echte 3D-Auswertungen und ist universell einsetzbar für alle 3D-Sensoren 04 Große, diffus reflektierende Objekte werden mit dem 3D-Snapshot- Sensor vermessen: Der Sensor nutzt das Prinzip der Streifenlichtprojektion und führt 3D-Geometriemessungen und 3D-Formerfassungen sowie Oberflächenprüfungen durch Unsere kostengünstigen langwelligen und kurzwelligen Infrarotkameras mit Analog-/Digitalausgang sind ideal für industrielle Temperarturmessungen. die Kameras des Sensors gespiegelt wird. Abweichungen auf der Oberfläche verursachen Verzerrungen im Streifenmuster, die mit der Software ausgewertet werden. Micro-Epsilon ist seit vielen Jahren Partner namhafter Chiphersteller und bietet ein extrem leistungsfähiges Portfolio mit hochpräzisen Sensoren. Auch die ReflectControl-Systeme sind in der Halbleiterindustrie im Einsatz, beispielsweise zur 3D-Formerfassung von Wafern. Sie kontrollieren die Ebenheit bzw. Planarität von Wafern mit nur einer Aufnahme. Der Sensor liefert eine genaue 3D-Darstellung der spiegelnden Oberfläche, mit der die Topologie mikrometergenau bestimmt werden kann. Laserscanner der Reihe ScanControl zählen zu den leistungsfähigsten Profilsensoren im Hinblick auf Genauigkeit und Messrate. Um 3D-Scans zu generieren, muss eine Bewegung erfolgen. Entweder werden die Scanner per Roboter oder Verfahranlage über das Messobjekt bewegt oder die Messobjekte z. B. über Förderbänder am Scanner vorbeigeführt. Die Laserscanner von Micro-Epsilon bieten eine einmalige Kombination aus hoher Dynamik, Präzision und kompakter Baugröße. Der Sensorspezialist bietet ein umfassendes Portfolio mit zahlreichen Messbereichen, Red- und Blue-Laser-Technologien und umfangreichem Zubehör. Die Scanner überzeugen gleichermaßen bei Integratoren und beim Serieneinsatz in der Fertigungslinie. Über die Ethernet-/GigE-Vision-Schnittstelle können sie optimal in Bildverarbeitungs-Softwarepakete eingebunden werden. Batteriepakete werden im Durchlauf geprüft. Dabei sind die korrekte Position und Ausrichtung der Batteriepakete entscheidend. Eine wirtschaftlich effiziente Lösung für die Geometrieüberwachung bieten Laserscanner von Micro-Epsilon. Sie lassen sich einfach parametrieren und ohne Programmierkenntnisse in die Linie einbinden. Die Auswertung der 3D-Scans wird detailreich visualisiert, die Ergebnisse lassen sich dokumentieren und weiterverarbeiten. Die scanControl Laserscanner liefern auf den schwierigen, glänzenden Oberflächen präzise Ergebnisse, bei kompaktem Design. Das Gesamtpaket aus 3D- Sensor und 3D-Auswertesoftware ist direkt aufeinander abgestimmt. Bilder: Micro-Epsilon www.micro-epsilon.de when temperature matters