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Nach dem Prinzip der Triangulation

Komfortable Laserabstandsmesstechnik
Nach dem Prinzip der Triangulation

Mit dem HLG1 hat Panasonic einen Sensor entwickelt, der hohe Ansprüche an die Genauigkeit beim Einsatz in industriellen Anlagen erfüllt. Bedienterminals und kostenlose Software machen einen Einsatz komfortabel. Mit dieser schlüsselfertigen Lösung können bis zu vier Sensoren unabhängig voneinander betrieben werden.

 

Exklusiv in KEM Der Autor Stefan Klose ist Leiter Produktmanagement für Sensoren/FA-Komponenten/UV-Curing bei der Panasonic Electric Works Europe AG, Holzkirchen

Panasonic entwickelt, produziert und vertreibt seit mehr als 20 Jahren optische Sensoren zur Distanzmessung. Waren in der Vergangenheit die Geräte vor allem für den Einsatz in Laboratorien und zur Endkontrolle in Produktionsprozessen konzipiert, so besteht heute die Anforderung, Qualitätsmängel gleich in der Fertigung festzustellen und die Produktionsprozesse umgehend anzupassen. Dies brachte höhere Anforderungen in Bezug auf die Ansprechzeit, Abtastfrequenz, Datenübertragung und höhere Robustheit gegen Störungen aller Art mit sich.
Mit den Laserdistanzsensoren der Serie HLG1 ist es nun gelungen, Funktionalitäten und Messgenauigkeiten zu integrieren, welche sonst nur im Hochpreissegment zu finden sind. Die Sensoren sind so konzipiert, dass auch ein Einsatz von mehreren Sensoren pro Maschine möglich ist. Hierzu tragen die niedrigen Anschaffungs- und Betriebskosten wie auch die Verbindung von bis zu 16 HLG1 mithilfe von RS485 Schnittstellen bei.
Ultraschnelle, hochauflösende Applikationen sicher messen
Um eine sichere, farb- und oberflächenunabhängige Messung zu realisieren, hat Panasonic sich für das Messprinzip der Triangulation entschieden. Es gewährleistet eine hohe Auflösung, die im Falle des HLG1 bis zu 0,5 µm beträgt. Mit einer Messfrequenz von bis zu 10 kHz lassen sich ultraschnelle, hochauflösende Applikationen sicher messen. Als Empfangselement wurde ein neu entwickelter C-MOS-Zeilensensor verwendet, der gegenüber einem PSD Vorteile in der Auswertung aufweist und damit zur Reduzierung des Messfehlers beiträgt. Dies resultiert aus dem direkten Zugriff und der Möglichkeit der Auswertung einzelner Pixel. Die daraus entstehende Datenmenge und der erforderliche Rechenaufwand werden mit Hilfe von ASICs verarbeitet.
Ein weiterer Vorteil ist die Implementierung der kompletten Intelligenz, die Integration aller Funktionstasten und eines fünfstelligen Displays in den Sensorkopf. Es werden keine zusätzlichen Verstärker oder Auswertegeräte benötigt.
Zur Auswahl stehen Standard- und Multifunktionstypen. Diese unterscheiden sich von den Standardsensoren hauptsächlich durch die Verwendung von RS422/RS485-Schnittstellen. Beide Typen bieten zwei analoge Ausgänge (4 – 20 mA oder 0 – 10 V). Drei digitale Ausgänge, bei denen NPN oder PNP wählbar sind, ermöglichen die Weiterverarbeitung oder auch Verknüpfung von bis zu drei Schwellwerten. Der Messbereich kann gewählt werden: 30 +/- 4mm, 50 +/- 10 mm, 85 +/- 20 mm und 120 +/- 60 mm. Die Halbleiterlaserdiode arbeitet in einem Spektrum von 655 nm, sprich sichtbarem Rotlicht. Durch die Laserleistung von max. 1 mW wird die Laserschutzklasse 2 erreicht, welche keinen kostspieligen Mehraufwand zur Absicherung mit sich bringt. Die Laserschutzklassen entsprechen IEC- und FDA-Normen.
Für absorbierende und reflektierende Oberflächen
Durch die Verwendung von C-MOS-Empfangsteilen ist ein weiter Einsatz in der industriellen Messtechnik möglich. Hier ist auch die automatische oder manuelle Einstellung von Verschlusszeiten hilfreich, die es ermöglicht, stark absorbierende Materialen wie schwarzen Gummi, aber auch stark reflektierende Oberflächen wie Metalle sicher und hochpräzise zu vermessen. Auch können Mittelwertbildung und Pufferspeicher den Anwendungen entsprechend angepasst werden, sodass Messspitzen unterdrückt und eine schnelle Datenübertragung möglich sind.
Durch die integrierte Intelligenz und die vielfältigen Möglichkeiten der Auswertung der Messwerte, ergibt sich eine nahezu grenzenlose Möglichkeit an Messaufgaben.
Panasonic Electric Works, Tel.: 08024 648-0, E-Mail: info.peweu@eu.panasonic.com
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