Sehen und
Erkennen wie der Mensch - nur tausendmal schneller. Die Farbsensoren der neuen
SPECTRO-3 Serie
Mit der SPECTRO-3
Serie steht nun eine Familie von Farbsensoren
zur Verfügung, die speziell im Hinblick auf "True Color"-Detektion ("Sehen
wie der Mensch") und hohe Schaltfrequenz getrimmt wurde.
Die Geräte
können sowohl im AC- als auch im DC-Betrieb mit integrierter bzw. extern
angesteuerter Lichtquelle eingesetzt werden. Es kann aber auch via Mausklick in
der im Lieferumfang enthaltenen Software SPECTRO3-Scope unter Windows® die
Beleuchtung ausgeschaltet werden (OFF-Betrieb) - womit ermöglicht wird,
auch den L*u*v*-Farbwert von Selbstleuchtern wie LEDs, Rückleuchten von
Pkw, Leuchtstofflampen oder z.B. die Farbe von Flammen zu detektieren.
Über die 5 Digitalausgänge können bis zu 31 Farben ausgegeben
werden, die maximale Schaltfrequenz liegt bei typ. 30 kHz. Neben einer
Weißlicht-
quelle steht auch eine leistungsstarke UV-Lichtquelle zur
Verfügung, damit können auch fluoreszierende Farben problemlos nach
Farbe detektiert und unterschieden werden.
Mit Hilfe der verschiedenen
Frontends werden Arbeits-
abstände von nahezu 0 mm bis ca. 500 mm
ermöglicht, bei Detektionsbereichen vom Durchmesser 0,5 mm
bis 100 mm. Der Einsatz der Lichtleitertypen (ca. 50 verschiedene
Varianten) erlaubt dabei ein Arbeiter im Ex-Bereich (Zone 0). Neben den
Lichtleitertypen (FIO-Gruppe) stehen vor allem
auch die Vertreter der DIL-GRUPPE (Diffuser) zur
Auswahl, die hauptsächlich dort zum Einsatz kommen, wo es gilt den
Glanzeffekt des zu untersuchenden Objekten zu unterdrücken. Bei extrem
hochglänzenden Objekten empfiehlt sich jedoch der Einsatz der
POL-Gruppe (Polarisationsfilter), während
die FCL-Gruppe speziell dort zum Einsatz kommt,
wo es darum geht gerade zwischen glänzenden und diffusen Objekten zu
unterscheiden. Steht die Farbdetektion von kleinen Objekten im Vordergrund,
eignet sich neben der FIO-Gruppe auch die
COF-Gruppe (Sende- und Empfangsoptik konfokal
angeordnet), damit können auch kleinste Objekte in einem Abstand von 30 mm
bzw. 50 mm sicher erfasst werden.
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Umfangreiches
Lichtleiterprogramm für die neue SPECTRO-3-FIO-Reihe
Für
die neue Farbsensorreihe SPECTRO-3-FIO stehen
mittlerweile 62 verschiedene Lichtleitertastkopfvarianten zur Auswahl. Die
Lichtleiterquerschnitte reichen von Ø 0,6 mm
bis Ø 10 mm bzw. 3 mm x 0,5 mm bis 88 mm x 0,15
mm.
Der Lichtaustritt erfolgt dabei stirnseitig axial bzw. 90°
abgewinkelt. Die Mikrofasern sind in unterschiedlicher Länge
erhältlich und werden in robuster, industrietauglicher Form ausgeliefert.
Für die wichtigsten Tastkopfvarianten stehen auch Frontends zur
Verfügung, die einen größeren Abstand zum Objekt bei kleiner
Lichtspotgröße ermöglichen (bis zu 150 mm).
Desweiteren kann der Farbsensor mit den externen
Lichtquellen SI-ELS bzw. SI-ELS-UV betrieben werden, womit z.B. eine
Detektion von Farbmarken bzw. fluoreszierenden Farbmarken realisiert werden
kann.
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Farbkontrolle
von strukturierten und inhomogenen Oberflächen
Bei vielen
Objekten, an denen eine Farbkontrolle durchgeführt werden muss, bereitet
deren inhomogene Oberfläche Probleme bei der Farbermittlung. So trägt
z.B. eine strukturierte Oberfläche zu Glanzgradschwankungen bei, bei
denen herkömmliche Farbsensoren Schwierigkeiten haben, da die Farbe
je nach Glanzgrad mal mehr, mal weniger intensiv erfasst wird, die eigentliche
Farbe durch die Direktreflexion, welche vom jeweiligem Glanzgrad der
Oberfläche abhängt, aufgehellt bzw. "aufgeweicht" wird.
Beim
Farbsensor SPECTRO-3-50-DIL sorgt die diffuse
Beleuchtung für eine erhebliche Reduzierung des Glanzeffektes, ferner wird
mit Hilfe des großen Messbereichs (Messfleck in 50 mm Abstand typ. 20 mm)
über strukturelle Schwankungen optisch gemittelt und die Farbe wird somit
stabil und sicher erfasst.
Desweiteren sorgt der True-Color-Farbdetektor
("Farben sehen wie der Mensch") sowie die Auswertesoftware ("Farben bewerten
wie der Mensch") dafür, dass selbst kleinste Farbunterschiede
unterschiedlicher Objekte sicher erkannt werden.
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Sichere und
schnelle Farberkennung
aus großem Abstand
Mit der
SPECTRO-3-FCL Reihe wird nun auch die Farbabfrage
aus großer Distanz ermöglicht. Je nach Ausführung und Objekt
kann ein Abstand bis zu 500 mm realisiert werden.
Der Sensor verfügt
über superhelle Weißlicht-LEDs sowie einen sogenannten
True-Color-Chip, der die Farben sieht wie das menschliche Auge. Bis zu 31
Farben können geteacht werden, der Sensor entscheidet sich im Betrieb
für die Farbreferenz, die der aktuellen Farbprobe am nächsten kommt
("Farben interpretieren wie der Mensch").
Das Teachen erfolgt entweder
unter Windows® mit der im Lieferumfang enthaltenen SPECTRO3-Scope Software
oder aber über den INØ-Pin bzw. dem im Sensorgehäuse
integrierten TEACH-Taster. Die Farbabfrage erfolgt mit einer Scanfrequenz von
bis zu 40 kHz, die Schaltfrequenz des Sensors liegt bei 30 kHz. Die Sensorik
ist in einem M34-Aluminium-Gehäuse integriert, die Optik wird durch eine
kratzfeste Glasabdeckung geschützt, womit der Sensor für den rauen
Industrieeinsatz geeignet ist.
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Schneller
Farbsensor mit integrierter
Glanzunterdrückung
Bei der
Farbkontrolle von glänzenden Objekten kommt es in erster Linie auf die
richtige Beleuchtung an. Verwendet man z.B. gerichtetes Licht, d.h. Licht das
unter einem bestimmten Winkel auf das Objekt gerichtet wird, so erfährt
der Farb-
detektor neben der eigentlichen Objektfarbe auch einen Einfluss
der direkten Reflexion des Senderlichtes abhängig vom Glanzgrad des
Objektes. Die eigentliche Objektfarbe wird also durch den Einfluss der
direkten Reflexion verfälscht, die Farben werden weicher, aus rot
wird z.B. rosarot, aus blau wird hellblau usw.
Mit den
Farbsensoren der SPECTRO-3-DIL Reihe wird der Effekt der direkten
Reflexion unter Verwendung von diffusem Licht erheblich unterdrückt, die
Farben kommen klarer heraus und eine sichere Farbunterscheidung verschieden
farbiger, glänzender Objekte wird ermöglicht. Im Sensor können
bis zu 31 Farbreferenzen hinterlegt werden, der Sensor entscheidet sich
für die Farbreferenz die der aktuellen Farbprobe am nächsten kommt.
Als Farbdetektor dient ein True-Color-Chip ("Farben sehen wie der Mensch"). Das
Ganze erfolgt mit einer Scanrate von 40 kHz und einer Schaltfrequenz der
Digitalausgänge (5 Stk.) mit 30 kHz. Mit kompaktem
M34-Aluminiumgehäuse sowie Glasabdeckung der Sende- und Empfangsoptik ist
der SPECTRO-3-Farbsensor für den rauen Industrieeinsatz bestens
geeignet.
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Schnelle
Farberkennung von fluoreszierenden Objekten
Bislang auf dem Markt
befindliche Lumineszenzsensoren können zwar erkennen, ob ein
fluoreszierendes Objekt vor-
handen ist - geht es aber um eine farbliche
Unterscheidung dieser Objekte, so müssen diese Sensoren passen! Mit den
Lumineszenzfarbsensoren der SPECTRO-3-UV Reihe
stehen jetzt Geräte zur Verfügung, die neben einer
Helligkeitsunterscheidung (Grauwertauswertung) auch eine Farbunterscheidung
durchführen.
Dabei können bis zu 31 verschiedene
fluoreszierende Objekte im Farbspeicher des Sensors hinterlegt werden. Die
Farb-
information wird über 5 Digitalausgänge ausgegeben,
desweiteren steht eine serielle Schnittstelle zur Auswahl. Die fluoreszierenden
Objekte können entweder unter Windows® mit Hilfe der im Lieferumfang
enthaltenen SPECTRO3-Scope Software oder aber über den im Sensor
integrierten TEACH-Taster bzw. über den Digitaleingang INØ
"geteacht" werden. Die kompakte Bauform (M34-Gehäuse) sowie die robuste
Ausführung erlauben den Einsatz auch in rauer
Industrie-
umgebung.
Mit einer Scanfrequenz von 40 kHz und einer
Schaltfrequenz von 30 kHz wird auch das sichere Erfassen und Erkennen von
schnell bewegten fluoreszierenden Marken
ermöglicht.
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Schnelle
Farberkennung von kleinen Objekten aus großem Abstand
Die
konfokalen Sensoren der SPECTRO-3-COF Reihe
projizieren Weißlichtspots ab einem Durchmesser von ca. 1 mm
bis 5 mm bzw. mit den Abmessungen 4 mm x 0,7 mm auf das zu detektierende
Objekt. Die Sendeoptik ist hierbei in der Mitte der Empfangsoptik angebracht,
was zu einer sehr kompakten Bauform führt. Damit wird ermöglicht,
dass kleine Objekte wie z.B. Farbmarken oder Drähte aus großem
Abstand sicher, hochpräzise und sehr schnell erfasst werden.
Der
Farbsensor verfügt über 5 Digitalausgänge; mittels der im
Lieferumfang enthaltenen Windows®-Software SPECTRO3-Scope können bis
zu 31 Farben gelernt werden, außerdem ist am Sensor eine Teach-Taste
angebracht sowie ein Teach-Eingang vorhanden welche ein externes Teachen
ermöglichen. Mit einer Scanfrequenz von 40 kHz und einer Schaltfrequenz
von 30 kHz zählt der Farbmarkendetektor sicherlich zu den schnelleren
Systemen.
Eine sichere Farbunterscheidung wird zum einen durch den sog.
True-Color-Detektor (Farben sehen wie der Mensch),
zum anderen aber auch
durch einen speziellen Auswerte-
algorithmus ermöglicht. Dabei wird die
aktuell unter dem Sensor platzierte Farbe mit den im Farbspeicher abgelegten
Farbreferenzen (bis zu 31) verglichen. Ähnlich wie der Mensch macht die
Farbsensorsoftware zunächst eine Vorauswahl von Referenzen (in Frage
kommende Kandidaten), deren Toleranzbereich die aktuelle Farbe erfassen,
anschließend wird zwischen den in Frage kommenden Referenzfarben
diejenige Farbe ausgewählt, die der aktuellen Farbe am nächsten liegt
(direkter Vergleich). Erst dadurch wird es ermöglicht, selbst kleinste
Farb-
unterschiede (bis ΔE=0,3) zu detektieren.
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Farbkontrolle
von glänzenden Objekten
Die sichere Erfassung der Farbe von
glänzenden Objekten gestaltet sich in der Praxis in der Regel als
äußerst schwierig, vermischt sich doch die eigentliche
Farbinformation mit der direkten Reflexion infolge des Glanzeffektes. Aus einer
kräftigen Farbe wird somit eine "softe" Farbe, da die direkte Reflexion
der Lichtquelle des Farbsensors keinerlei Farbinformation beinhaltet. Aus Rot
wird damit Rosarot, aus Blau wird Hellblau usw. Mit Hilfe der im Farbsensor
SPECTRO-3-50-POL integrierten Polarisationsfilter
wird nun die direkte Reflexion verhindert, die eigentliche Farbe kommt somit
deutlich zum Vorschein und kann dadurch sicher erfasst werden.
Die
Parametrisierung des Sensors wird durch die im Lieferumfang enthaltene
Windows®-Software SPECTRO3-Scope erheblich erleichtert, dabei stehen
verschiedene Auswertemodi, Teachfunktionen und Triggermöglichkeiten zur
Auswahl. Eine erkannte Farbe wird über die 5 digitalen, npn- sowie
pnp-fähigen Ausgänge sowie über die serielle Schnittstelle
(RS232, USB und Ethernet) ausgegeben.
Die Schaltfrequenz beträgt
hierbei ca. 30 kHz.
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Sehen wie der
Mensch, nur 1000 mal schneller
Mit Hilfe der neuen
SPECTRO-3-FIO Serie können nun auch
Farbmarken mit einer Scanfrequenz von 40 kHz erfasst werden, dabei wird
Weißlicht einer Hochleistungs-LED in ein Lichtleiterbündel
eingespeist und mittels Querschnittswandler und Aufsatzoptik als Lichtspot mit
den Abmessungen 4 mm x 0,7 mm bzw. 2 mm x 0,2 mm oder aber dem Durchmesser
0,5 mm auf die zu detektierende Farbmarke projiziert. Ein Teil des auf die
Farbmarke auftreffenden Lichtes wird in die Aufsatzoptik rückgestreut und
über das Lichtleiterbündel auf den True-Color-Farbdetektor gerichtet,
der die Farbe des Objektes erkennt wie das menschliche Auge.
Durch die
verschiedenen Optikaufsätze können Objekt-
abstände von
>0 mm bis ca. 200 mm realisiert werden. Bedingt durch die Verwendung eines
Lichtleiters lässt sich das Farbkontrollsystem problemlos auch im
Ex-Bereich einsetzen. Gegen übermäßige Verschmutzung
können Druckluftaufsätze zur Verfügung gestellt werden.
Über eine Windows®-Bedieneroberfläche kann der Farbsensor
über RS232, USB und ETHERNET entsprechend parametrisiert werden, dabei
stehen verschiedene Auswerteverfahren zur Auswahl.
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Schnelle und
präzise Farbmarkendetektion mit dem SPECTRO-3-FIO - auch für den
Ex-Bereich geeignet
Bei dem SPECTRO-3-FIO handelt es sich um einen
Farb-
markendetektor, der die Farbe erkennt wie der Mensch aber mit
wesentlich höherer Frequenz von ca. 40 kHz. Über einem speziellen
Reflexlichtlichtleiter wird Weißlicht, das von einer superhellen
Weißlicht-LED zur Verfügung gestellt wird, auf die zu detektierende
Farbmarke gerichtet.
Damit die jeweilige Farbmarke präzise erfasst
werden kann, stehen verschiedene Lichtleiter und Lichtleiteroptikaufsätze
zur Auswahl, so dass der Lichtfleck in ca. 10 mm Objekt-
abstand eine
Ausdehnung von Ø 0,5 mm bzw. 2 mm x 0,2 mm oder aber 4 mm x 0,7 mm
einnimmt. Das von der Farbmarke in Richtung Reflexlichtleiter
rückgestreute Licht trifft auf einen sog. True-Color-Detektor, der das
Licht in einen Rot-, Grün- und Blau-Anteil aufteilt.
Der im Sensor
integrierte Controller führt anschließend eine Farbberechnung nach
L*a*b*-Methode durch und kann unter bis zu 31 abgespeicherten Farbmarken die
passende Farbe auswählen. Durch den Lichtleitereinsatz ist das System auch
für den Ex-Bereich geeignet, wobei bei Lichtleiterlängen ab 2 m
die externe Weißlichtquelle SPECTRO-3-ELS
zur Verfügung steht.
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Farbmessung
von Selbstleuchtern mit dem
SPECTRO-3-FIO
Mit dem
Farbsensor SPECTRO-3-FIO steht nun ein
Gerät
zur Verfügung, das in idealer Weise verschiedenste
Lichtquellen so vermessen kann, wie sie auch das menschliche Auge wahrnimmt.
Dies wird mit Hilfe des im Sensor integrierten "True-Color-Detektors" sowie
entsprechender Software-Auswirkealgorithmen erreicht. Der sogenannte
L*,u*,v*-Wert gibt dabei Auskunft über die Helligkeit sowie den
rot/grün- bzw. gelb/blau-Farbwert der Lichtquelle.
Damit die
Sensorik optimal an die jeweilige Lichtquelle angepasst werden kann, steht ein
umfangreiches Angebot an Lichtleitern und Aufsatzoptiken zur
Verfügung.
Der erforderliche Dynamik-Bereich wird über die acht
softwaretechnisch auswählbaren Verstärkerstufen erreicht, desweiteren
stehen optische Dämpfungsfilter für die superhellen Lichtquellen zur
Auswahl. Bis zu 31 Lichtquellen können im SPECTRO-3-FIO abgespeichert
(geteacht) werden, die Toleranzbereiche der einzelnen geteachten
Farbzustände können via Software vorgegeben werden. Der detektierte
Farbzustand wird am Sensor über die fünf Digitalausgänge
ausgegeben.
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Neue
Windows®- Bedieneroberfläche SPECTRO3-Scope für die
SPECTRO-3-Serie
Die SPECTRO3-Scope
Software wurde speziell zum Parametrisieren sowie zum Datenmonitoren von
Farbsensoren der SPECTRO-3 Serie
entwickelt.
Die Software erlaubt dabei die Auswahl verschiedener
Beleuchtungsmodi wie AC (moduliertes Licht), DC (Gleich-
licht), Pulse
(Pulsbetrieb) oder OFF (Selbstleuchter). Fällt die Auswahl auf den AC-,
DC- oder PULSE-Mode, kann die Helligkeit der Lichtquelle eingestellt werden,
außerdem kann in allen vier Modi die Verstärkung des Farbdetektors
in
8 Stufen geregelt werden.
In der Software kann außerdem die
Triggerart (externer Trigger, Eigentriggerung bzw. kontinuierlich) eingestellt
und
es kann zwischen den verschiedenen Farbauswerteverfahren x,y,INT, SiM
(hier Auswertung nach L*a*b*) und L*u*v* bei Selbstleuchtern sowie Farbmodi
(BEST HIT, FIRST HIT, MINIMAL DISTANCE, COL5) gewählt werden. Bei den
Farbmodi wird die aktuell vorliegende Objektfarbe mit bis zu
31 Referenzen
(können vom Anwender geteacht werden) nach verschiedenen Kriterien
verglichen.
Der wohl effektivste und auch am häufigsten eingesetzte
Farbmodus dürfte dabei der BEST HIT-Modus sein, der zunächst unter
der abgespeicherten Farbreferenzen die in Frage kommenden Referenzen
herauspickt (Kandidaten-
auswahl), und anschließend einen exakten
Vergleich mit dem Kandidaten durchführt. Dabei entscheidet sich der
SPECTRO-3 Sensor für den Kandidaten, der der aktuellen Objektfarbe am
nächsten kommt.
Die Parametrisierung wird außerdem durch ein
umfangreiches Datenmonitoring erleichtert, so werden sowohl die Rohdaten, die
detektierte Referenzfarbe als auch die errechneten Werte wie SiM, L*u*v*, xyINT
in graphischer und numerischer Form angezeigt. Ein Datenrekorder, eine
Kalibrierfunktion sowie das Teachen nicht nur auf Einzelobjekte sondern auf
eine Serie von Objekten der "gleichen" Farbe erleichtert die Arbeit
zusätzlich.
Erwähnenswert ist sicherlich noch eine
Möglichkeit der Farbgruppenbildung, so können mehrere geteachte
Farben
auf einem Schaltausgang zusammengefasst werden.
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Schnelle
Fluoreszenzfarbmarkenerkennung mit dem SPECTRO-3-FIO-UV
Mit der
superhellen UV-Lichtquelle SI-ELS-UV sowie der
Auswerteeinheit SPECTRO-3-FIO-UV steht nun eine
Farbsensorik zur Verfügung, die nicht nur fluoreszierende Farbmarken sehr
schnell erfassen kann, sondern auch nach Fluoreszenzfarbe und Helligkeit
unterscheiden kann.
So werden Objekte mit einer Scanfrequenz von typ. 40 kHz
erfasst bei einem Abstand von ca. 12 mm vom Sensorkopf zum Objekt. Die
Spotgröße kann dabei je nach verwendetem Lichtleiter und Frontend
einen Durchmesser von 0,7 mm bzw. einen Querschnitt von 2 mm x 0,2 mm oder 4 mm
x 0,7 mm einnehmen.
Mit Hilfe der im Lieferumfang enthaltene
Windows®-Bedienersoftware SPECTRO3-Scope können bis zu 31 Farben
geteacht werden, wobei zwischen verschiedenen Auswerte-
verfahren (L*, u*,
v* bzw. x, y, INT) bzw. Auswertemodi (BEST HIT, FIRST HIT, MINIMAL DISTANCE,
SELFTRIGGER) gewählt werden kann. Da hierbei mittels Reflexlichtleiter
gearbeitet wird, können problemlos auch Fluoreszenzmarken im Ex-Bereich
(Zone 0) erfasst werden. Lichtleiter verschiedener Länge sind
verfügbar.
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Pressemitteilung
Fremdlichtunempfindliche,
berührungslose und
schnelle Inline-Farbmessung
Eine
L*a*b*-Inline-Farbmessung nach der 45°/0°-Methode und einer
D65-ähnlichen Beleuchtung sowie einem True-Color-Detektor (Farbkurven wie
beim menschlichen Auge) wird nun mit dem Farbmessgerät SPECTRO-3-45°/0°
ermöglicht.
Die Annäherung an die D65-Normlichtkurve wird
durch eine Kombination von speziellen Weißlicht-LEDs, Blaulicht-LEDs und
optischen Filtern erreicht, desweiteren ermöglicht der Einsatz von LEDs
ein Modulieren des Lichtes, womit ein Einfluss von Fremdlicht auf das
Messergebnis verhindert wird. Die Farbwerte werden vom Farbsensor in digital
serieller Form zur Verfügung gestellt. Ferner verfügt das System
über 5 Digitalausgänge, mit deren Hilfe bis zu 31 abgespeicherte
Farben (L*, a*, b*-Werte) ausgegeben werden können. Der Abstand vom
Farbmessgerät zum Messobjekt beträgt ca. 30 mm und der Messbereich
typ. 10 mm.
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