Das multi-spot-Prinzip ermöglicht das optimale Werkzeug für viele Anwendungen in der Mess- und Prüftechnik. Egal ob inhomogene glänzende, nicht spiegelnde Metallobjekte oder extrem raue Oberflächen - der kompakte Sensor liefert exakte und wiederholgenaue Messergebnisse ohne aufwändige Umrechnung oder externe Software.

Laser-Distanzsensoren sind in vielen Branchen ein wichtiger Bestandteil der Fabrikautomation und in Prozessen zur Qualitätssicherung. Sie messen berührungslos Distanzen, Breiten, Positionen und Durchmessern von Objekten mit hoher Genauigkeit. Laser-Distanzsensoren von Baumer beruhen auf dem Triangulationsprinzip. Der Sensor sendet einen Lichtpunkt oder Lichtstrahl auf das zu messende Objekt. Das reflektierte Licht trifft im Sensor in einem speziellen Winkel auf eine Empfängerzeile. Je nach Distanz ändert sicher der Einfallswinkel und somit die Position des Lichtpunktes auf dem Empfänger. Die Kombination von Photodiodenzeile und Mikrocontroller ermöglicht die Unterdrückung von störenden Reflexionen und ergibt somit zuverlässige Daten auf kritische Oberflächen.

Da die Anwendungen sehr unterschiedlich und vielseitig sind, müssen auch die Laser-Distanz-Sensoren unterschiedliche Leistungsmerkmale aufbieten. Neben unterschiedlichen Baugrößen und Reichweiten spielt vor allem die Strahlform eine wichtige Rolle. Dank der kontinuierlichen Weiterentwicklung bietet Baumer hierzu jetzt mit dem neuen Messprinzip multi-spot drei unterschiedliche Strahlformen in seinem MESAX Portfolio.

MESAX laser-point Sensoren erfassen dank einer Spotgrösse von weniger als 0,4 mm selbst sehr kleine Objekte mit einer hohen Präzision. Sie kommen deshalb z.B. im Bereich Assembling & Handling zum Einsatz, wenn es darum geht Positionsüberprüfungen auf Basis von Abstandsmessungen durchzuführen. So kann ein solcher Sensor die Position von Zahnrädern in der Uhrenherstellung schnell und präzise überprüfen. Die Sensoren sind so genau, dass sie beispielsweise auch im Bereich der Elektroindustrie für die Höhenmessung einzelner Mini-Bauelemente eingesetzt werden können.

Für leicht raue Oberflächen bietet das Portfolio Sensoren mit einem etwas erweiterten Strahl (MESAX laser-line). Dank einer Laserline von bis zu 10 mm wird der Mittelwert einer rauen Oberfläche präzise gemessen. So lassen sich Distanzen auch auf unbehandelte Holzbretter messen. Ein weiterer Einsatzbereich ist auch die Bestimmung der Garnlänge durch die Messung des Rollendurchmessers in der Textilindustrie.

Die Herausforderung für Laser-Distanzsensoren liegt aber immer noch in der Messung auf sehr raue und glänzende Oberflächen. Hier erreichen zu wenige oder gar keine Messinformationen den Sensor, um verlässliche beziehungsweise präzise Messergebnisse zu erzielen. Bisher musste in solchen Fällen auf andere Technologien, etwa Ultraschall, ausgewichen werden. Im Vergleich zu optischen Sensoren sind diese aber wesentlich langsamer. Auch die Implementierung von hochpräzisen optischen Mess-Systemen mit externer Software ist für viele Applikationen zu teuer und zu aufwändig. Mit MESAX multi-spot schließt Baumer diese Lücke. Der kompakte Sensor liefert exakte und wiederholgenaue Messergebnisse mit einer Auflösung bis zu 2 µm bei einer Messfrequenz von 500 Hz, ganz ohne externe Software.

Multi-spot schließt die Lücke
Im multi-spot Sensor ermöglichen die drei integrierten Messmodi Mittelwert, Minimum und Maximum unterschiedliche Messungen. Die Modi selber werden einfach und schnell direkt über ein intuitives Touch-Display eingestellt. Die gemessenen Distanzwerte werden direkt in mm angezeigt, eine externe Umrechnung ist nicht notwendig. Im Vergleich zu aufwändigen Mess-Systemen ist der Sensor also optimal auf die Funktion Distanzmessung zugeschnitten. Durch die Kalibrierung ab Werk ist er sofort einsatzbereit.

Das innovative multi-spot Messprinzip beruht auf dem Lichtschnittverfahren. Basierend auf dem Triangulationsprinzip wird dabei der bis zu 62 mm breite Laserstrahl auf eine Empfängermatrix abgebildet und bis zu 600 Distanzinformationen ermittelt. Die intelligente Auswertung erfolgt direkt im Sensor, der die resultierende Distanz berechnet. Der Sensor bietet dank einer Auflösung von bis zu 2 µm bei einer Messfrequenz von 500 Hz außergewöhnlich stabile und präzise Messergebnisse selbst auf extrem raue und inhomogen glänzende Oberflächen sogar bei variierenden Fremdlichtbedingungen. Aus diesem Grund eignet sich der Sensor für eine Vielzahl an Applikationen aus der Mess- und Prüftechnik.

Multi-spot in der Praxis
Für Distanzmessungen auf sehr raue Oberflächen kommt in den meisten Applikationen der Modus Mittelwert zum Einsatz. Je nach Art und Form der Oberfläche kann das Messfeld eingeschränkt werden. Die Sensoren erfassen dann über einen festgelegten Messbereich eine Vielzahl von Messwerten und berechnen automatisch den Mittelwert. So können Distanzen selbst auf leicht gebogene Flächen, zum Beispiel auf einer Schleifscheibe gemessen werden. Der vom Sensor gelieferte Distanzwert mit einer absoluten Genauigkeit kleiner als 0,1 mm wird direkt in der Regelung der CNC Maschine verwendet.

Bei inhomogen glänzenden Objekten kommt es oft zu einem hohen Streuverlust, so dass das Licht eines auf der Oberfläche reflektierenden Laserspot nicht immer zurück zum optischen Empfänger gelangt. Dank der multi-spot Technologie mit über 600 Messwerten liegen in der Regel genügend Distanzinformationen im Sensor vor, um eine präzise Messung durchzuführen. Auf diese Weise können auch glänzende Formteile in der Qualitätsprüfung präzise vermessen werden.

Mit dem MESAX Laser-Distanzportfolio bietet Baumer dank dem neuen Messprinzip multi-spot ein umfangreiches Portfolio, welches so gut wie alle Anforderungen abdecken kann. Dabei ist es völlig egal, ob es um sehr kleine, schnelle Objekte, grosse Distanzen oder wie hier beschrieben, um sehr schwierige Oberflächen geht.