INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2020

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Feinste Nuancen Farbsensoren für präzise Farbmessungen inline direkt im Prozess Berührungslose Farbsensoren bringen zahlreiche Vorteile in industriellen Anwendungen. Sie steigern die Produktivität, sorgen für eine gleichbleibend hohe Qualität und erreichen Kosteneinsparungen. Die Messungen erfolgen zum einen zerstörungs- und damit verschleißfrei. Zum anderen ergibt sich eine hohe Zeitersparnis, denn die Messobjekte werden inline im laufenden Produktionsprozess erfasst. Über die Farbmessungen hinaus sind mit den Sensoren von Micro-Epsilon auch Intensitätsmessungen, Vollständigkeits- und Anwesenheitsprüfungen oder die Bewertung von Oberflächeneigenschaften möglich. Die leistungsstarken True- Color- Farbsensoren der Reihe ColorSensor CFO ermöglichen eine 100-%-Kontrolle in anspruchsvollen, industriellen Messauf gaben und liefern präzise Messergebnisse. Es handelt sich dabei zudem um besonders lichtstarke Sensoren, die auch auf dunklen Oberflächen zuverlässige Messergebnisse liefern. Dipl.-Ing. (FH) Joachim Hueber, Micro-Epsilon Eltrotec GmbH, Göppingen Das Prinzip der relativen Farbmessung Die CFO-Sensoren basieren auf einer intelligenten Auswertung der Messergebnisse. Sie arbeiten nach dem Prinzip der relativen Farbmessung. Hier wird der ermittelte Farbwert des Targets direkt im Sensor mit einer eingelernten Referenzfarbe verglichen. Das Vergleichsergebnis bewertet der Sensor sofort mit OK oder NOK und gibt dies an die Steuerung aus. Erkannt werden je nach Modell bis zu 320 Farben sowie feinste Farbabstufungen auf Metall, Kunststoff, Glas oder Textilien. Mit einer Reproduzierbarkeit von ∆E ≤ 0,3 erreichen sie Spitzenwerte. Somit lassen sich feinste Farbnuancen zuverlässig unterscheiden. Bei der CFO-Reihe handelt es sich daher um eine stabile und prozesssichere Lösung. Ist der Vergleich von Farbwerten unterschiedlicher Sensoren für die Messaufgabe von Bedeutung, so können kundenspezifische Kalibrierungen erfolgen, die auch an unterschiedlichen Produktionsstandorten weltweit einen exakten Farbwertvergleich ermöglichen. Hohe Messfrequenz für Inline-Anwendungen Farbmesssysteme der Reihe CFO eignen sich aufgrund ihrer hohen Messfrequenz hervorragend zur Inline-Integration. Die Systeme nehmen Messwerte mit bis zu 30 kHz auf. Bis zu 7 500 Teile/s können dadurch asynchron erkannt werden. Erfolgt eine Synchronisation mit dem Controller, lassen sich sogar bis zu 15 000 Teile pro S ekunde sicher erfassen und auswerten. Die hochgenauen True-Color-Sensoren CFO können optional in eine BUS-Umgebung eingebunden werden. Dies ist für Profinet oder Ethernet/IP entweder direkt über Modbus TCP beziehungsweise RTU oder über ein zwischengeschaltetes Gateway (Modbus RTU) möglich. Soll der Color- Sensor CFO in eine EtherCAT Umgebung eingebunden werden, kann dies mit der Modbus TCP und einem entsprechenden Gateway ebenfalls realisiert werden. Multi-Teach und komfortable Bedienung via Webinterface Ein besonderes Merkmal der Sensorserie ist die Multi-Teach-Funktion. Diese ermöglicht es, zahlreiche Farbreferenzen einer zu erkennenden Farbe als Gruppe zu hinterlegen, um damit unterschiedliche Abstände oder Messwinkel zu kompensieren. Anstelle einer einzelnen, verhältnismäßig starren Referenz werden verschiedene Farbnuancen infolge einer geänderte Messanordnung eingelernt, wodurch die eigentlich zu erkennende Farbe prozesssicher erkannt wird. Die Farben können manuell als Einzelwert oder automatisch über eine bestimmte Zeit eingelernt werden. Die gesamte Konfiguration der ColorSensor Systeme erfolgt komfortabel und intuitiv über das integrierte Webinterface. Dazu wird der Sensor über die Ethernet-Schnittstelle mit einem PC verbunden. Das Webinterface ermöglicht die Messwertanzeige und das Einstellen von Parametern wie der Belichtung oder der Messfrequenz. Darüber hinaus lassen sich Anpassungen für Farbgruppen vornehmen und Toleranzräume für jede Farbe definieren. 44 INDUSTRIELLE AUTOMATION 06/2020 www.industrielle-automation.net

01 02 Inline-Farbüberwachung von Kunststoff-Flaschen Mit einer Reproduzierbarkeit von ∆E ≤ 0,3 erreichen die Farbsensoren Spitzenwerte Kunststoff-Flaschen werden oftmals in unterschiedlichen Formen und Größen hergestellt. Dabei ist insbesondere bei Markenprodukten die Farbhomogenität unerlässlich. Durch unterschiedliche Flaschenformen treten abstandsabhängige Farbabweichungen auf, die vom Farbsensor kompensiert werden müssen. Dank der Multi-Teach-Funktion in Zusammenspiel mit der hohen Messrate und Farbgenauigkeit werden Farbsensoren ColorSensor CFO200 eingesetzt. Mit bis zu 320 Farben in 256 Farbgruppen können unterschiedliche Produktionschargen und Varianten zuverlässig erkannt werden. Detektion von Markierungen auf Flaschen Für Detektionsaufgaben hat die Firma David Blankenaufulland Farbsensoren von Micro-Epsilon im Einsatz. Das Unternehmen entwickelt und fertigt CNC-Siebdruckmaschinen zur Bedruckung von verschiedensten Behältern aus Materialien wie Kunststoff, Textilien, Keramiken oder Glas. Bei der automatisierten Bedruckung von semitransparenten Glaskeramikflaschen gilt es die exakte Position für die Bedruckung festzulegen. In die Flaschen ist eine Prägung eingelassen, die als Referenzmarke dient. Durch die Vertiefung ergibt sich an der Stelle der Prägung ein Farbunterschied im Vergleich zur restlichen Flaschenoberfläche. Dieser minimale Farbunterschied wird durch den Color- Sensor CFO erkannt, wodurch sich exakt die Position für den Druck festlegen lässt, der unterhalb der Prägung erfolgen soll. Für ein 01 Je nach Farbsensor-Modell werden bis zu 320 Farben sowie feinste Farbabstufungen auf Metall, Kunststoff, Glas oder Textilien erkannt 02 Kunststoff-Flaschen werden oftmals in unterschiedlichen Formen und Größen hergestellt; dabei ist insbesondere bei Markenprodukten die Farbhomogenität unerlässlich makelloses Druckbild ist eine genaue und reproduzierbare Positionierung von größter Bedeutung. Fehlt die Markierung, ist die Flasche fehlerhaft und wird sofort ausgeschleust. Somit kann gleichzeitig auch eine Gut-/Schlecht-Bewertung im Rahmen einer Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Von der Lebensmittelindustrie bis hin zur Automotive Dies sind nur einige Beispiele des Anwendungsspektrums. Eingesetzt werden Farbsensoren über zahlreiche Branchen hinweg. Die große Auswahl aus Standard-Sensoren und die Entwicklung kundenspezifischer Sensoren ab dem ersten Stück lässt bei Micro-Epsilon Produkten eine hohe Flexibilität zu. Das Unternehmen bietet für nahezu jeden Anwendungsfall eine auf die Applikation abgestimmte Lösung. Bei Farbvergleichsmessungen bei Kfz-Anbauteilen sind die Farbsensoren prädestiniert, da sie die unterschiedlichen Farben prozesssicher erkennen und eine 100-%-Qualitätskontrolle ermöglichen. Sie erkennen feinste Farbabstufungen auf Metall, Kunststoff, Glas oder Textilien, können mit unterschiedlichen Formen und Größen umgehen, eignen sich für automatisierte Verpackungsprozesse, z. B. von Tabletten oder auch um bei der automatisierten Bedruckung von semitransparenten Glaskeramikflaschen die exakte Position für die Bedruckung festzulegen. Bilder: Micro-Epsilon www.micro-epsilon.de Smart. Neu Pyrometer. Infrarotkameras. Zubehör. Software. Wir messen berührungslos Temperaturen von –50 °C bis +3000 °C. Besuchen Sie uns: www.optris.de Unsere neue IRmobile App eignet sich für die Infrarot-Temperaturmessung mit allen Optris Pyrometern und IR-Kameras. when temperature matters