Ein leistungsstarkes 3D-Gesamtpaket von Micro-Epsilon

Die Besonderheit des innovativen 3D-Gesamtpakets von Micro-Epsilon liegt in einer leistungsstarken und gleichzeitig sehr einfach zu bedienenden 3D-Software 3DInspect. Diese ist mit allen 3D-Sensoren des Unternehmens kompatibel.

Um hochgenaue 3D-Messungen zu erzielen, ist ein aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel aus Hard- und Software erforderlich. Sensorspezialist Micro-Epsilon hat dies bei der Entwicklung der neuen 3D-Sensor-Generation berücksichtigt und setzt nicht nur auf leistungsstarke Hardware, sondern liefert auch eine abgestimmte Software namens 3DInspect dazu. Das Ziel: Alle 3D-Sensoren von Micro-Epsilon können mit einer einheitlichen Software betrieben werden. Diese ist mit den Sensoren surfaceCONTROL zur Geometrie-, Form- und Oberflächenprüfung von matten Objekten, reflectCONTROL zur Vermessung und Inspektion von spiegelnden Oberflächen sowie 3D-Laserscannern zur präzisen Inline-3D-Messung kompatibel. 3DInspect ermöglicht echte 3D-Auswertungen und somit nicht nur 2.5D wie bei herkömmlicher Software. Das bedeutet, dass jeder x-y-Koordinate mehrere z-Koordinaten zur Verfügung stehen. Zudem stammen Sensoren und Software aus einer Hand.

Batteriepakete werden im Durchlauf geprüft. Die scanCONTROL Laserscanner liefern auf den schwierigen, glänzenden Oberflächen präzise Ergebnisse, bei kompaktem Design.

3DInspect: Software für 3D-Punktewolken

3DInspect ist auf Bedienerfreundlichkeit ausgelegt und lässt sich intuitiv steuern. Die Software ermöglicht die Parametrierung der Sensoren und die Erfassung der Messdaten. Die Werkzeugpalette ist vielseitig und reicht von der Ausrichtung der Punktewolken über die Auswahl der relevanten Objekte bis hin zu Filtern zur Glättung und Optimierung der Punktewolke. Auch Berechnungsprogramme für Abstand, Höhe, Winkel und Radius sind integriert. Die ermittelten Daten lassen sich auf einfache Weise an die SPS ausgeben, können aber auch beliebig weiterverarbeitet werden.

Neben der Standard-Version wird die Funktionserweiterung „Automation“ für automatisierte Produktionsprozesse angeboten. Die Software wird permanent weiterentwickelt. Wenn Anwender eine alternative Bildverarbeitungslösung verwenden oder selbst entwickeln möchten, steht ein umfangreiches SDK zur Verfügung. Dieses basiert auf den Industriestandards GigE Vision und GenICam inklusive vieler Funktionsblöcke. Eine C/C++/C#-Bibliothek mit Beispielprogrammen und Dokumentationen unterstützt bei der Softwareentwicklung.

Die reflectCONTROL-Systeme sind u. a. in der Halbleiterindustrie im Einsatz, z. B. zur 3D-Formerfassung von Wafern. Sie kontrollieren die Ebenheit bzw. Planarität von Wafern mit nur einer Aufnahme.

Umfangreiche Softwarefunktionen

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 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“ sind 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.

Unter „Objekte kombinieren“ finden sich Programme, die zuvor gefundene Objekte miteinander in Bezug setzen. Diesem Vorgang liegen verschiedene Berechnungen wie Abstand, Winkel oder Mittelpunkt zwischen zwei Objekten zugrunde.

In der „Messwertausgabe“ können die Messergebnisse 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. Mit Hilfe von Zusatzmodulen ist eine Steuerung und Messwertübertragung über Profinet und Ethernet/IP möglich.

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.

surfaceCONTROL: 3D-Vermessung diffus reflektierender Oberflächen

Das 3D-Software-Paket ist 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 verschiedenster Objekt- und Oberflächengeometrien.

Micro-Epsilon hat eine neue, leistungsstarke 3D-Generation entwickelt. Die Besonderheit: Die Software 3DInspect liefert nicht nur echte 3D-Auswertungen, sondern ist dazu auch noch universell einsetzbar und zwar für alle 3D-Sensoren des Herstellers.

Anwendung Elektronikindustrie

In Elektrogeräten wie Sensoren, Smartphones oder Computern sind Leiterplatten integriert. Unbestückte Leiterplattensubstrate dienen als Grundelemente für Leiterplatten. Wegen der hohen Qualitätsanforderungen ist eine 100 %-Kontrolle notwendig. Entspricht etwa 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 bis zu 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 verrechnet und über die integrierte Gigabit-Ethernet-Schnittstelle an einen externen PC ausgegeben. Eine Weiterverarbeitung, Beurteilung und Protokollierung der 3D-Daten ist mit der Software 3DInspect möglich.

reflectCONTROL: 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 etwa am Roboter eingesetzt werden. Auf dem Sensordisplay wird ein Streifenmuster generiert, das über die Oberfläche des Messobjekts in die Kameras des Sensors gespiegelt wird. Abweichungen auf der Oberfläche verursachen Verzerrungen im Streifenmuster, die mit der Software ausgewertet werden.

3D-Laserscanner zur Inline-Qualitätsprüfung

Laserscanner der Reihe scanCONTROL zählen den Angaben nach 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 bieten eine Kombination aus hoher Dynamik, Präzision und kompakter Baugröße. Micro-Epsilon bietet ein umfassendes Portfolio mit zahlreichen Messbereichen, Red- und Blue-Laser-Technologien und umfangreichem Zubehör. Über die Ethernet-/GigE-Vision-Schnittstelle können sie in Bildverarbeitungs-Softwarepakete eingebunden werden.

Anwendung Batterieproduktion

Batteriepakete werden im Durchlauf geprüft. Dabei ist die korrekte Position und Ausrichtung der Batteriepakete entscheidend. Eine 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. Das Gesamtpaket aus 3D-Sensor und 3D-Auswertesoftware ist direkt aufeinander abgestimmt.