Präzise Farbmessung trifft vernetzte Automation: der Compact Color Analyzer
- vor 4 Tagen
- 2 Min. Lesezeit
Farbe ist in vielen industriellen Produktionsprozessen ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Bereits geringe Abweichungen können auf Materialveränderungen, fehlerhafte Beschichtungen oder Schwankungen im Prozess hinweisen.
Damit solche Abweichungen zuverlässig erkannt werden, müssen Farbmesssysteme nicht nur präzise arbeiten. Sie müssen sich auch in automatisierte Produktionsumgebungen integrieren lassen und Messergebnisse innerhalb der verfügbaren Prozesszeit bereitstellen.
Der Compact Color Analyzer (CCA) von PREMOSYS verbindet diese Anforderungen in einem kompakten industriellen Farbsensor.
Standardisierte Farbmessung statt subjektiver Bewertung
Der CCA misst Farben in den Farbräumen XYZ, CIELAB und CIELCh. Sein spektraler Messbereich reicht von 380 bis 800 nm und umfasst damit das sichtbare Spektrum sowie angrenzende Wellenlängenbereiche.
Durch die Arbeit mit standardisierten Farbräumen lassen sich Farben objektiv beschreiben und vergleichen. Individuelle Farbabstände können als Grenzwerte definiert werden. Auf dieser Grundlage bewertet der Sensor, ob ein gemessener Farbwert innerhalb der festgelegten Toleranzen liegt, und gibt ein entsprechendes OK- oder NOK-Ergebnis aus.
Neben klassischen Farbabständen im CIELAB- und CIELCh-Farbraum unterstützt das System auch CIEDE2000. Dieser Farbabstand berücksichtigt, dass das menschliche Auge Veränderungen in Helligkeit, Buntheit und Farbton unterschiedlich stark wahrnimmt.
Für industrielle Kommunikation ausgelegt
Für die Integration in Automatisierungsumgebungen unterstützt der CCA OPC UA und Modbus UDP/IP. Die Netzwerkanbindung erfolgt über Ethernet mit 10Base-T oder 100Base-T.
Über den integrierten OPC-UA-Server lassen sich aktuelle Messwerte abrufen und ausgewählte Einstellungen konfigurieren. Dazu gehören unter anderem:
XYZ-, CIELAB- und CIELCh-Werte
Temperatur und Sensoraussteuerung
Verstärkungsstufe
Leistung der Lichtquelle
Die Stromversorgung kann über Power over Ethernet nach IEEE 802.3af erfolgen. Dadurch können Netzwerkkommunikation und Energieversorgung über dieselbe Verbindung realisiert werden, was den Verkabelungsaufwand bei geeigneten Installationen reduziert.
Alternativ steht eine kombinierte Spannungsversorgungs- und IO-Schnittstelle zur Verfügung. Ab Firmwareversion 2.1.1 können Messungen außerdem über einen externen Eingang ausgelöst werden.
Messstabilität und Geschwindigkeit gezielt ausbalancieren
Ohne Mittelwertbildung benötigt eine CCA-Messung laut Benutzerhandbuch etwa 1,2 ms. Für Anwendungen mit höheren Anforderungen an Stabilität und Reproduzierbarkeit können mehrere Einzelmessungen gemittelt werden.
Hierfür stehen Mittelungsstufen von 1 bis 1024 zur Verfügung. Eine höhere Mittelwertbildung reduziert Rauschen und kurzzeitige Schwankungen, verlängert jedoch gleichzeitig die Gesamtmesszeit. Bei maximaler Mittelwertbildung beträgt sie etwa 1,23 Sekunden.
Die Parametrierung lässt sich damit gezielt an die jeweilige Anwendung anpassen: schnelle Reaktion bei kurzen Prozesszyklen oder höhere Stabilität bei besonders anspruchsvollen Messaufgaben.
Sechs manuelle Verstärkungsstufen und eine automatische Verstärkungsfunktion ermöglichen zusätzlich die Anpassung an unterschiedliche Signalpegel und Umgebungsbedingungen.
Individuelle Konfiguration für unterschiedliche Produkte
Der CCA bietet Speicherplatz für 64 Produktprofile und 64 User-Kalibrierungen. Jedem Produktprofil kann eine eigene Kalibrierung zugeordnet werden.
Damit lassen sich unterschiedliche Produkte, Materialien oder Messbedingungen mit jeweils passenden Zielwerten, Grenzwerten und Korrekturen verwalten. Funktionen wie Streulichtkompensation und Normierung unterstützen zusätzlich reproduzierbare Ergebnisse unter definierten Messbedingungen.
Ein eigener Messmodus zur Messobjekterkennung kann außerdem unterscheiden, ob sich tatsächlich ein Objekt im gültigen Messbereich befindet. Nur wenn der Messwert innerhalb eines zuvor definierten Schwellwertes liegt, wird ein Ergebnis ausgegeben.
Farbmessung als Teil des automatisierten Qualitätsprozesses
Der Compact Color Analyzer verbindet standardisierte Farbmessung, konfigurierbare Qualitätsgrenzen und industrielle Kommunikation in einem System.
Damit eignet er sich für automatisierte Prüfaufgaben, bei denen Farben reproduzierbar bewertet, Ergebnisse schnell bereitgestellt und Messdaten an übergeordnete Systeme übertragen werden müssen.
Die passende Konfiguration hängt dabei von der konkreten Anwendung ab: von den verwendeten Optiken und Lichtverhältnissen über die gewünschte Messgeschwindigkeit bis zur erforderlichen Wiederholbarkeit.
.
Kommentare