Waldkirch, im Dezember 2023 – Mit den SICK-Kameras Ruler3002, 3004 und 3010 erweitert SICK sein Portfolio hochauflösender 3D-Streaming-Kameras für anspruchsvolle Bildverarbeitungsanwendungen im Industrie- und Elektronikumfeld. Mit ihren kompakteren Abmessungen erweitern diese Kameras die Möglichkeiten der Produktfamilie Ruler3000, auch kleinste Details zuverlässig zu erfassen, die für die Prüfung von Elektronik- und Konsumgüterbaugruppen, Leiterplatten und Halbleitern erforderlich sind. Dazu erzeugt der spezielle CMOS-Sensor von SICK in den Kameras in Höchstgeschwindigkeit 3D-Profile von Objekten. Gleichzeitig liefern sie mit Höhenauflösungen im Mikrometerbereich hochgenaue und zugleich zuverlässige Messwerte. Weitere Highlights der neuen, werksseitig bereits kalibrierten 3D-Kamerageneration sind die Konformität mit den Bildverarbeitungsstandards GigE Vision und GenICam, die eine aufwandsarme Integration in Systeme und Maschinen ermöglichen, sowie die hohe Inbetriebnahme- und Benutzerfreundlichkeit.
Die Produktfamilie Ruler3000 im modularen Industriedesign mit Schutzart IP65/67 wurde für unterschiedlichste industrielle Aufgabenstellungen konzipiert. Einige der 3D-Kameras sind in Merkmalen wie Auflösung, Belichtung oder Laserausführung speziell für Anwendungen in der Elektronik- und Batteriefertigung optimiert.
Highspeed-Messfrequenzen bis 46 kHz
Die SICK-Kameras Ruler3002, Ruler3004 und Ruler3010 bieten garantierte Sichtfelder bis zu 26,6 mm. In allen Ranger3000-Kameras kommt ein Hochleistungs-CMOS-Sensor mit ROCC-Technologie (Rapid On-Chip Calculation) zum Einsatz. Dadurch können die 3D-Sensoren bei einer optimierten Region of Interest (ROI) 3D-Profile mit einer Geschwindigkeit von bis zu 46 kHz erzeugen. Objektdetails werden schneller erfasst, wodurch Prüfaufgaben an Objekten zeitsparender durchgeführt, Messwerte unmittelbarer zur Prozesssteuerung bereitgestellt und Durchsätze entsprechend erhöht werden können. Die exzellente Lichtempfindlichkeit der Kameras und der hohe Dynamikbereich (HDR) tragen ebenfalls dazu bei, die Inspektionen unabhängig von Kontrasten oder sehr unterschiedlichen Lichtverhältnissen in einer einzigen Szene zu optimieren.
Hohes Auflösungsvermögen macht auch filigrane Merkmale sichtbar
Die 3D-Streamingkameras arbeiten ja nach Version und Anwendung mit einem blauen oder einem roten Laser der Laserklasse 2 oder 3R. Sie zeichnen sich auch bei anspruchsvollen Materialien durch eine hohe Messgenauigkeit aus. Unbeeindruckt von Kontrasten oder Farben von Objekten und Hintergründen erreichen sie eine Höhenauflösung von bis zu 0,8 µm bei gleichzeitig bis zu 3.200 Datenpunkten pro Profil – ideal für die Detektion winziger Objektdetails z. B. in der Elektronikfertigung. Und auch bei glänzenden oder sehr remissionsschwachen Oberflächen, beispielsweise den Seitenwänden von Reifen, sind dank der hohen Lichtempfindlichkeit der Kameras sowie der Doppelbelichtungsfunktion eine optimale Bildqualität und eine hohe Messgenauigkeit bei der Inspektion gewährleistet. Mit der zum Patent angemeldeten SICK-Technologie Surface+ werden auch kleine Kratzer auf Oberflächen sichtbar, so dass beispielsweise bei einer Glanzmessung Farb- oder Beschichtungsfehler zuverlässig detektiert werden können.
Einfache Integration und Inbetriebnahme
Die drei neuen Kameras – ebenfalls mit Laser, Optik und Auswertung in einem einzigen industriegerechten Gerät – wurden mit kompakteren Abmessungen als der Rest der Ruler3000-Familie entwickelt, um sie in enge Maschinenräume integrieren zu können. Die Kameras sind zudem werksseitig kalibriert, so dass der OEM oder Endanwender direkt mit ihnen arbeiten kann. Integrierte Komfortfunktionen ermöglichen u. a. eine einfache Einstellung spezifischer Sichtfeldgeometrien. Das Konzept des „garantierten Sichtfeldes“ erleichtert den Übergang der Kameras aus der Prüf- und Projektierungsphase im Labor oder Konstruktionsbüro in die Fabrikhalle und die künftige Anwendung. Dabei gewährleistet die Konformität mit den digitalen Vision-Schnittstellenstandards GigE Vision und GenICam den Plug-and-Play-Zugang zu Drittanbieter-Software wie HALCON und LabVIEW – und damit eine standardisierte und unproblematische Integration. Die in den Ruler3000 enthaltenen Softwarekomponenten, Stream Setup und die API GenIStream sind speziell auf eine einfache Bedienung und angenehme User Experience ausgelegt. Darüber hinaus steht den Entwicklern die gesamte Flexibilität der AppSpace-Softwareplattform von SICK mit ihrer breiten Palette an Bildverarbeitungswerkzeugen und Anwendungsbeispielen zur Verfügung.
Einsatzbeispiel: Oberflächenkontrolle und Schweißnahtprüfung in der Batteriefertigung
Die 3D-Kamera Ruler3004 – mit 129,5 x 60,3 mm x 100 mm (L x B x H) eine der besonders kompakten Varianten der Ruler3000-Baureihe – stellt bei der Batteriezellenmontage die korrekte Ausführung mehrerer Prozesse sicher. Bereits nach dem Aufsetzen eines Deckels kontrolliert die Kamera mit blauem Laser der Klasse 3R den Spalt zwischen Deckel und Gehäuse, deren bündige Anordnung zueinander und deren Koplanarität. Nur wenn der Deckel korrekt positioniert ist, darf anschließend der Schweißprozess zur Verbindung beider Teile starten. Zudem prüft die Ruler3004 sehr präzise die Qualität der Schweißverbindung, z. B. ob die Schweißnaht unterbrochen ist und ob sie überschüssiges Material aufweist.