Mehr Präzision bei hoher Taktzeit…geht beides?
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In schnellen Produktionsprozessen reicht es nicht aus, lediglich festzustellen, ob ein Produkt vorhanden ist. Farbe, Opazität und selbst geringe Abweichungen müssen zuverlässig erkannt werden – und zwar innerhalb der verfügbaren Prozesszeit.
Genau hier setzen die Sensorsysteme PR0120 und PR0128 von PREMOSYS an. Beide verbinden schnelle Verarbeitung mit präziser Farberfassung, verfolgen dabei jedoch unterschiedliche Schwerpunkte.
PR0120: High-Speed-Messung von Farbe und Opazität
Der PR0120 wurde für die absolute Messung von Farbe und Opazität entwickelt. Mit einer Abtastrate von 2 kHz eignet er sich besonders für Anwendungen, in denen Messwerte innerhalb sehr kurzer Prozesszyklen benötigt werden.
Die drei Farbkanäle werden parallel und synchron verarbeitet. Eine Auflösung von 16 Bit je Kanal ermöglicht es, innerhalb einer Anwendung sowohl sehr helle als auch sehr dunkle Farben zu bewerten. Elf Verstärkungsstufen unterstützen zusätzlich die Anpassung an unterschiedliche Produkte und Messbedingungen.
Die erfassten Farbwerte werden direkt im CIELab-Farbraum ausgegeben. Damit liefert der Sensor nicht nur eine einfache Gut-Schlecht-Entscheidung, sondern konkrete, vergleichbare Farbwerte. Laut Produkthandbuch liegt die Langzeitstabilität im CIELab-Farbraum bei einem Delta E von deutlich unter 0,2.
Neben der Farbmessung unterstützt der PR0120 zwei Verfahren zur Bestimmung der Opazität:
Im Durchlichtverfahren wird die optische Dichte im Bereich OD0 bis OD5 ermittelt.
Im Auflichtverfahren wird die Opazität als Prozentwert zwischen 0 und 100 Prozent ausgegeben.
Ein Differenzmessverfahren reduziert den Einfluss von Umgebungslicht. Die externe stabilisierte Weißlichtquelle trägt dazu bei, Auswirkungen von Alterung und Temperaturdrift auf das Messergebnis zu minimieren.
Damit eignet sich der PR0120 für Prozesse, in denen hohe Geschwindigkeit, absolute Farbmessung und Opazitätsprüfung miteinander kombiniert werden müssen.
PR0128: Präzise Farberkennung für flexible Prüfaufgaben
Der PR0128 konzentriert sich auf die präzise Erfassung und Bewertung von Farben. Er arbeitet im Spektralbereich von 380 bis 780 nm und stellt die Ergebnisse als CIE-1976-L*a*b*-Werte, Tristimuluswerte X, Y und Z sowie Delta E bereit.
Zu den spezifizierten Leistungsmerkmalen gehören:
Farbauflösung unter 0,10 Delta E
Wiederholgenauigkeit unter 0,50 Delta E
acht Verstärkungsstufen mit jeweils 12 Bit
Verwaltung von bis zu 63 Produkten
digitale Ausgänge für die direkte Weitergabe der Produkterkennung
Lichtleiteranschluss zur flexiblen optischen Ankopplung
Für Anwendungen mit unterschiedlichen Helligkeiten kann die Verstärkung automatisch angepasst werden. Bei der Mittelwertbildung lässt sich gezielt zwischen geringerem Signalrauschen und kürzerer Reaktionszeit abwägen. So kann die Parametrierung an die tatsächlich verfügbare Prozesszeit und die benötigte Genauigkeit angepasst werden.
Für besonders schnelle Erkennungsaufgaben bietet der PR0128 außerdem den Betriebsmodus „MARKEN“. In diesem Modus werden die Sensoreinstellungen automatisch auf eine minimale Messzeit und damit auf die schnellstmögliche Messfrequenz ausgerichtet. Der Modus ist speziell für die Erkennung farbiger Marken optimiert.
Eine einstellbare Haltezeit sorgt bei Bedarf dafür, dass schnelle Zustandsänderungen an den digitalen Ausgängen von der übergeordneten Steuerung sicher erfasst werden können.
Präzision und Geschwindigkeit richtig ausbalancieren
Hohe Taktzeiten und präzise Messergebnisse sind kein grundsätzlicher Widerspruch. Entscheidend ist, das Messsystem und seine Parametrierung auf die jeweilige Aufgabe abzustimmen.
Der PR0120 bietet seine Stärken vor allem bei schnellen absoluten Messungen von Farbe und Opazität. Der PR0128 ermöglicht eine flexible Farbbewertung und stellt mit dem Markenmodus eine gezielte Optimierung für schnelle Farbmarkenerkennung bereit.
In beiden Fällen gilt: Die beste Lösung entsteht aus dem Zusammenspiel von Sensor, Optik, Beleuchtung, Prozesszeit und geforderter Genauigkeit. Eine höhere Mittelwertbildung kann beispielsweise das Signalrauschen reduzieren, verlängert jedoch zugleich die Zeit bis zu einer stabilen Ausgabe.
Wer diese Faktoren bereits bei der Auslegung berücksichtigt, kann auch bei kurzen Prozesszyklen kleine Farbabweichungen zuverlässig erfassen und stabile Prüfergebnisse erzielen.
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