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Der Konstrukteur 5/2022

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Der Konstrukteur 5/2022

SPECIAL SENSORTECHNIK

SPECIAL SENSORTECHNIK Der SmartRunner 3-D Stereo bei der Überprüfung der Füllhöhe nommen werden. Eine schnelle Datenübertragung wird mit dem integrierten Ethernet Gigabit Interface möglich gemacht. Beide Geräteversionen sind im gleichen, einheitlichen Aluminiumgehäuse untergebracht. Es schützt die Sensorik nicht nur durch seine hohe Stabilität, sondern leitet gleichzeitig auch die Betriebswärme wirksam ab und verhindert damit unerwünschte Temperaturwirkungen. Ein Ausrichtlineal und Ausrichtungsbohrungen am Gehäuse erleichtern die Montage. Neben der Kontrolle von Getränkekisten einschließlich der Schraubverschlüsse bietet das Abpacken von Bananen ein anschauliches Beispiel für den Nutzen des Stereo-Vision-Sensors. Das Ziel ist hier, die Kapazität der Kisten vollständig zu nutzen, ohne dass etwas übersteht – eine einzige beschädigte Frucht kann den gesamten Inhalt verfaulen lassen. Die 3D-Erfassung mit einem SmartRunner Explorer 3-D-Gerät verhindert das zuverlässig. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN DETAILGENAU DANK 3D-PUNKTWOLKENBILD Das Stereo-Vision-Gerät arbeitet mit zwei 1,4-Megapixel-Kameras die in einem bekannten Abstand zueinander Bilder desselben Objekts aufnehmen. Aus den beiden aus unterschiedlichen Sichtwinkeln aufgenommenen Bildern wird nach übereinstimmenden Bildmerkmalen gesucht. Aus der Lage dieser Bildmerkmale in den beiden aufgenommenen Bildern kann deren Abstand zueinander als sogenannte Disparität und daraus mithilfe des Abstands der beiden Kameras zueinander die Entfernung des dem Bildmerkmal entsprechenden Objekts berechnet werden. Das 3D-Punktwolkenbild dient als Grundlage für die detailgenaue Darstellung des erfassten Objekts. Die Messdaten werden MIT WENIGEN KLICKS WERDEN 2D- UND 3D-DATEN ZIEL- GERICHTET VISUALISIERT direkt im integrierten FPGA vorverarbeitet. Anhand der optimierten Tiefeninformation in z-Richtung kann dieser Sensor im Vergleich zu herkömmlichen Geräten in diesem Marktsegment neue, bisher nicht zugängliche Anwendungsgebiete erschließen. Die Reichweite des Sensors ist für Inspektionsanwendungen optimiert und beträgt 1.000 mm. Der Erfassungsbereich misst bei einem Abstand von 600 mm 400 × 350 mm, bei 900 mm Distanz 550 × 500 mm. Seine Funktion kann auf unterschiedliche Aufgaben ausgerichtet werden. Dazu gehören die Volumenerfassung von amorphen Massen sowie die Prüfung oder Zählung von definierten Objekten, zum Beispiel bei der Vermessung von Gegenständen auf Förderbändern. GROSSER MESSBEREICH, KURZE REAKTIONSZEITEN Die Sensorvariante, die mit dem Laufzeitverfahren (Time-of- Flight, ToF) arbeitet, kommt mit einer Kamera aus. Ihre VGA-Auflösung beträgt 640 × 480 Pixel, die Messrate erreicht mit 30 Hz einen hohen Wert. Mit diesen technischen Grundlagen erfasst das Gerät einen großen Messbereich und schafft die Grundlage für kurze Reaktionszeiten, zum Beispiel bei der Steuerung von fahrerlosen Transportsystemen. Der Sensor emittiert mit seiner DuraBeam-Beleuchtung Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 940 nm. In diesem Spektralbereich ist die Detektion auch im Außenbereich besonders unempfindlich gegenüber Fremdlicht. Der Sensor arbeitet damit drinnen und draußen gleichermaßen zuverlässig. Eine 4-Phasen- Messung sorgt für die Optimierung des Nutzsignals und der Messergebnisse. Die Signalverarbeitung beruht auf einem sogenannten Z-Bild, das dem 2D-Bild des Stereo-Vision-Sensors ähnelt. Zusätzlich wird die Distanz zum Objekt gemessen. Die Ergebnisse werden in einem Tiefenbild sowie einer Höhenkarte mit 2D-Informationen in x- und y-Richtung zusammengeführt. Auch hier entsteht ein detailreiches 3D-Punktwolkenbild. Die Daten können unter anderem für die Steuerung autonom agierender Einheiten wie fahrerloser Transportsysteme (AGV) oder zur Positionierung von Roboterarmen verwendet werden. Der Sensor erkennt zum Beispiel Hindernisse und Ausweichmöglichkeiten, den Ladezustand der angesteuerten Palette sowie Aussparungen im Palettenfuß. Bilder: Pepperl+Fuchs SE www.pepperl-fuchs.com 72 DER KONSTRUKTEUR 2022/05 www.derkonstrukteur.de

SPECIAL SENSORTECHNIK SENSORISIERTE PRÄZISIONSWELLGETRIEBE FÜR DEN COBOTMARKT ADAPTIV DIE RELATIVE LUFTFEUCHTE ERFASSEN Schaeffler RT-Präzisionswellgetriebe sind für anspruchsvolle, besonders dynamische Anwendungen mit einem hohen Drehmomentniveau entwickelt worden. Als Option sind die Präzisionswellgetriebe jetzt auch mit einer vollintegrierten Drehmomentsensorik verfügbar. Diese liefert, ohne zusätzlichen Bauraum zu beanspruchen und ohne Steifigkeitsverlust des mechanischen Gesamtsystems, hochgenaue Drehmomentsignale. Dem Markt fehlte bislang eine serientaugliche und langlebige Sensorlösung, so der Hersteller. Mit seinem sensorisierten Präzisionswellgetriebe will Schaeffler nun diese Lücke schließen. Im Gegensatz zu anderen Lösungen am Markt sei bei den sensorisierten Wellgetrieben die DMS-Struktur auf der Flexspline in Dünnschicht-Technologie dauerhaft aufgebracht. Die Sensorik unterstütze Sicherheitsfunktionen sowie eine präzise, feinfühlige Positions- und Prozessregelung. Die Drehmomentsignale könnten zusätzlich für die Entwicklung einer aktiven Schwingungskompensation genutzt werden, um kürzere Einschwingzeiten und Positionierzeiten bei hochdynamischen Bewegungsprofilen zu realisieren. www.schaeffler.com Die relative Feuchte in der Umgebungsluft zu erfassen, ist vielerorts ein wichtiger Parameter. Zu diesem Zweck bietet das Unternehmen Telemeter Electronic unter anderem den Feuchtigkeitssensor HS1101LF an, der Angaben zufolge durch hohe Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität überzeugt. Kennzeichnend sind außerdem kurze Reaktionszeiten und ein niedriger Temperaturkoeffizient. Analog zum Aufbau eines Kondensators ändert sich mit dem Feuchtegehalt die Permittivität des Dielektrikums und damit auch die Kapazität des Sensors. Dieser Effekt wird für die Bestimmung der relativen Luftfeuchte genutzt. Der Sensor eignet sich für die Integration in Schaltungen mit linearen Spannungs- oder Frequenzsignalen. Er misst die relative Feuchtigkeit von 0 bis 100 % mit einer Auflösung von 0,31 pF/%RHg. Zudem ist der Sensor in einem Temperaturbereich von – 60 bis + 140 °C einsetzbar, mit einer Langzeit stabilität von ± 0,5 %RH/yr. www.telemeter.info IMPRESSUM erscheint 2022 im 53. Jahrgang, ISSN 0344-4570 / ISSN E-Paper: 2747-7215 REDAKTION Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke (ni), Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de (verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV) Redakteurinnen: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml), Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de Dipl.-Ing. (FH) Inga Ronsdorf (iro), Tel.: 06131/992-259, E-Mail: i.ronsdorf@vfmz.de Redaktionsassistenz: Vivien Backof, Tel.: 06131/992-415, Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261, Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371, E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de, (Redaktionsadresse siehe Verlag) GESTALTUNG Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder SALES Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262, E-Mail: o.jennen@vfmz.de Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206, E-Mail: a.zepig@vfmz.de Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb, Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de Anzeigenpreisliste Nr. 34: gültig ab 1. Oktober 2021 LESERSERVICE vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG, Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266 Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit (Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de). Preise und Lieferbedingungen: Einzelheftpreis: € 13,- (zzgl. Versandkosten) Jahresabonnement Inland: € 95,- (inkl. 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