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Manual L-LAS-TB-Scope V2_52 deu
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Bedienungsanleitung
Software L-LAS-TB-Scope V2.52
(PC-Software für Microsoft® Windows® Vista, XP, 2000, NT® 4.0, Me, 98)
für Laser-Zeilensensoren der L-LAS-TB Serie
Sender L-LAS-TB-…-T Empfänger L-LAS-TB-…-R
Sensor Instruments GmbH - Schlinding 11 - D-94169 Thurmansbang
Tel.: +49 (0)8544 / 9719-0 - Fax: +49 (0)8544 / 9719-13
E-mail: [email protected] - www.sensorinstruments.de
2.
3.
3.1
0 Inhalt
Kapitel
1.
Seite
Funktionsprinzip: L-LAS-TB-... Kontrollelektronik
............................................................. 3
Installation der L-LAS-TB-Scope Software ................................................................... 4
Bedienung der L-LAS-TB-Scope Software ................................................................... 6
Bedienelemente der L-LAS-TB-Scope Software.............................................................................. 7
3.4 L-LAS-TB-Scope Software als Hilfsmittel zur Sensorjustage ........................................................ 16
5.
4.
Auswerte-Betriebsarten
........................................................................................................... 18
4.1 LEFT-EDGE ................................................................................................................................... 18
4.2 RIGHT-EDGE ................................................................................................................................. 18
4.3 WIDTH............................................................................................................................................ 19
4.4 CENTER......................................................................................................................................... 19
Zwei-Punkt-Kalibrierung
.......................................................................................................... 20
6.
Daten-Rekorder Funktion
........................................................................................................ 23
7.
Anhang
......................................................................................................................................... 25
7.1 Laserwarnhinweis........................................................................................................................... 25
7.3
7.4
Funktionsweise des Toleranz-Potentiometers ............................................................................... 25
Funktionsweise der Digitaleingänge IN0 und IN1 .......................................................................... 26
7.5 Anschlussbelegung ........................................................................................................................ 28
8.
RS232 Schnittstellenprotokoll
............................................................................................... 29
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
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1.1 Technische Beschreibung
Bei den Laser-Zeilensensoren der L-LAS-TB Serie tritt der Laserstrahl einer Laserdiode (λ=670nm, 1mW Ausgangsleistung, Laserklasse 2) über geeignete Kollimatoren und Blenden als parallel gerichtetes Laserlicht mit homogener
Lichtverteilung als Laserlinie aus der Sendeoptik aus. In der Empfangsoptik trifft die Laserlinie auf einen CCD-Zeilen-
Empfänger. Die CCD-Zeile besteht aus vielen, sehr eng benachbarten, zu einer Linie angeordneten, einzelnen
Empfangselementen (Pixel). Die während der Integrationszeit gesammelte Lichtmenge jedes dieser Empfangselemente kann als Analogspannung separat ausgelesen und nach erfolgter Analog-Digital-Wandlung als Digitalwert in einem
Datenfeld gespeichert werden.
Befindet sich ein nichttransparentes Messobjekt in der Laserlinie, so werden durch das parallel gerichtete Laserlicht nur die Empfangselemente (Pixel) der Zeile beleuchtet, die außerhalb der Schattenzone des Messobjektes liegen. Dies führt dazu, dass die Pixel innerhalb der Schattenzone eine wesentlich kleinere Analogspannung abgeben im Vergleich zu den beleuchteten Pixel. Durch geeignete Software-Algorithmen können die Bereiche der Schattenzonen aus dem zuvor gespeicherten Datenfeld ermittelt werden. Da der Abstand der Pixel der CCD-Zeile bekannt ist, kann somit die Größe und Position des Messobjektes ermittelt werden. Der Microcontroller des L-LAS-TB-... Sensors kann mit Hilfe einer
Windows PC-Software über die serielle RS232 Schnittstelle parametrisiert werden. Es können verschiedene Auswerte-
Betriebsarten eingestellt werden. Am Gehäuse der Kontrollelektronik befinden sich ein TEACH/RESET-Taster sowie ein Potentiometer zur Toleranzeinstellung. Die Visualisierung der Schaltzustände erfolgt über 4-LEDs (1x grün,
1x gelb und 2x rot), die am Gehäuse des L-LAS Sensors integriert sind. Die L-LAS-TB-... Kontrollelektronik besitzt drei Digital-Ausgänge (OUT0, OUT1, OUT2), deren Ausgangspolarität per Software einstellbar ist. Über zwei Digital-
Eingänge (IN0, IN1) können die externe TEACH/RESET Funktionalität und eine externe TRIGGER Funktionalität per
SPS vorgegeben werden. Ferner wird ein schneller Analogausgang (0 ... +10V) mit 12-Bit Digital/Analog-Auflösung bereitgestellt.
TEACH-/RESET-Taste
(Eingang IN1)
Potentiometer
(Toleranzvorgabe)
LED-Display (rot/grün/rot/gelb):
LED rot (+) STATUS DIGITAL OUT1
LED grün Messwert im Toleranzfenster
LED rot (-) STATUS DIGITAL OUT0
LED gelb POWER/Multifunktions-Anzeige
PC-Anschlussbuchse
(Typ Binder Serie 707, 4-pol.)
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SPS-Anschlussbuchse
(Typ Binder Serie 712, 8-pol.)
Anschlussbuchse zum Sender
(Typ Binder Serie 712, 3-pol.)
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2 Installation der L-LAS-TB-Scope Software
Folgende Hardware-Voraussetzungen sind für eine erfolgreiche Installation der L-LAS-TB-Scope Software erforderlich:
• 100 MHz Pentium-kompatibler Prozessor oder besser.
• CD-ROM oder DVD-ROM Laufwerk
• Ca. 8 MByte freier Festplattenspeicher
• SVGA-Grafikkarte mit mindestens 800x600 Pixel Auflösung und 256 Farben oder besser.
• Windows 98, Windows NT4.0, Windows 2000, Windows XP oder Windows Vista Betriebssystem
• Freie serielle RS232-Schnittstelle oder USB-Port mit USB-RS/232-Adapter am PC
Bitte installieren Sie die L-LAS-TB-Scope Software wie im Folgenden beschrieben:
1.
2.
Legen Sie die Installations-CD-ROM in das CD-ROM Laufwerk ein. In unserem Beispiel nehmen wir an, dass es sich um das Laufwerk “D” handelt.
Starten Sie den Windows-Explorer und wechseln Sie im Verzeichnisbaum des CD-ROM
Laufwerks in das Installationsverzeichnis D:\Install\ .
Die eigentliche Installation wird durch Doppelklick auf das SETUP.EXE Symbol gestartet.
Alternativ hierzu kann die Software Installation durch Anklicken des START-Ausführen...
Knopfes und anschließender Eingabe von „D:\Install\setup.exe“ und Tastendruck auf den
Ok Knopf.
Das Installationsprogramm meldet sich hierauf mit einer
Dialog-Box zur L-LAS-TB-Scope Installation.
In dieser Dialog-Box werden einige allgemeine Hinweise zur Installation angezeigt.
Klicken Sie auf die Taste Next>, falls Sie die Installation starten möchten oder auf die Taste Cancel um die Installation der
L-LAS-TB-Scope Software zu beenden
3. Falls die Taste Weiter gedrückt wurde, öffnet sich ein weiteres Dialogfeld zur Auswahl des Ordners, in dem die
Anwendung installiert werden soll (Zielordner).
Akzeptieren Sie den Vorschlag mit Next> oder ändern Sie die Pfad-Vorgaben nach Ihren Wünschen durch Anklicken der Taste Browse
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4.
5.
Deinstallation der L-LAS-TB-Scope Software:
Ein weiteres L-LAS-TB-Scope Setup Dialogfeld erscheint am Bildschirm.
Klicken Sie auf den Back Knopf, um den Installationspfad erneut zu ändern.
Klicken Sie auf Next>> um die Installation zu starten oder
Klicken Sie auf Cancel um die Installation zu beenden.
Abschließend erscheint eine Dialog-Box, die über die erfolgreiche Installation informiert.
Es wurde eine neue Programmgruppe L-LAS-TB-Scope unter Start-Alle-Programme angelegt.
Klicken Sie auf Finish, um die Installation abzuschließen.
Der Start der L-LAS-TB-Scope Software erfolgt durch
Mausklick auf das entsprechende Symbol in der neu erzeugten Programmgruppe unter:
Start >Alle Programme > L-LAS-TB-ScopeV252
Die Deinstallation wird mit Hilfe des Windows-
Deinstallations-Tools durchgeführt.
Das Windows-Deinstallations-Programm finden Sie im
Ordner
Start/Einstellungen/Systemsteuerung .
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3 Bedienung der L-LAS-TB-Scope Software
Die L-LAS-TB-Scope Software dient zur Parametrisierung der Kontrollelektronik für die Ansteuerung der L-LAS-TB-
... Zeilensensoren. Die vom Sensor gelieferten Messwerte können mit Hilfe der PC-Software visualisiert werden. Somit kann die Software u.a. zu Justagezwecken und zum Einstellen von geeigneten Toleranzgrenzen für die Kontrolle des
Messobjektes herangezogen werden.
Der Datenaustausch zwischen der PC-Bedienoberfläche und dem Sensorsystem erfolgt über eine Standard RS232
Schnittstelle. Zu diesem Zweck wird der Sensor über das serielle Schnittstellenkabel cab-las-4/PC mit dem PC verbunden. Nach erfolgter Parametrisierung können die Einstellwerte dauerhaft in einen EEPROM Speicher der
L-LAS-TB-... Kontrollelektronik abgelegt werden. Das Sensorsystem arbeitet hierauf im „STAND-ALONE“ Betrieb ohne PC weiter.
Nach dem Aufruf der L-LAS-TB-Scope Software erscheint folgende Windows® Bedienoberfläche:
Mit Hilfe des L-LAS-TB-Scope CONTROL-PANELS stehen viele Funktionen zur Verfügung:
- Visualisierung der Messdaten in numerischen und graphischen Ausgabefeldern.
-
-
-
-
-
Einstellen der Laserleistung für den Laser-Sender.
Einstellung der Polarität der digitalen Schaltausgänge OUT0, OUT1 und OUT2.
Auswahl eines geeigneten Auswerte-Modus.
Vorgabe von Sollwert und Toleranzbandgröße.
Abspeichern der Parameter in den RAM, EEPROM Speicher an der Kontrollelektronik oder in ein
Konfigurationsfile auf der Festplatte des PC.
Im Folgenden werden die einzelnen Bedienelemente der L-LAS-TB-Scope Software erklärt.
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Achtung !
Erst nach Anklicken der SEND Taste werden Änderungen, die in den nachfolgend beschriebenen Funktionsfeldern gemacht werden, an der Hardware des L-LAS-TB-... Sensors aktiv!
POWER:
In diesem Funktionsfeld kann jeweils mit Hilfe der Pfeiltasten oder durch
Zahlenwert-Eingabe in das entsprechende Eingabefeld die Laserleistung an der
Laser-Sendeeinheit des Zeilensensors eingestellt werden.
V-THD (Video Threshold):
In diesem Funktionsfeld kann durch Zahlenwert-Eingabe eine Schwelle festgelegt werden, mit deren Hilfe aus dem Intensitätsverlauf (Video-Signal) der CCD-Zeile die Messwerte abgeleitet werden können. Hierzu werden die
Schnittpunkte zwischen dem Intensitätsprofil (rote Kurve) und der einstellbaren
Video-Schwelle (grüne horizontale Linie) berechnet und gespeichert.
Der x-Wert des jeweiligen Schnittpunktes ist einem Pixel auf der CCD-Zeile zugeordnet. Aus dieser Information und den bekannten Abständen der Pixel auf der CCD-Zeile kann der Messwert errechnet werden. Die so gewonnenen
Schnittpunkte zwischen Intensitätsprofil und Video-Schwelle werden im
Folgenden als Kanten bezeichnet.
TOLERANCE-VALUE:
In diesem Eingabefeld kann durch Zahlenwert-Eingabe oder durch Anklicken der Pfeil-Schaltelemente ein Toleranz-Vorgabewert für das Toleranzfenster in der Einheit [Pixel] eingestellt werden. Das Toleranzfenster liegt symmetrisch um den Sollwert (TEACH-VALUE).
Der aktuell am Sensor eingestellte Toleranzwert wird unterhalb des graphischen
Anzeigebereiches in einem numerischen Anzeigefeld in [mm] dargestellt. Falls das TOLERANCE Potentiometer am Gehäuse des Sensors aktiviert ist, wird der am Potentiometer eingestellte Wert für die Toleranz angezeigt.
TRIGGER-MODE:
CONTINUOUS:
Kontinuierliche Auswertung der aktuellen Messwerte.
EXT. IN0 L/H:
Externe flankengesteuerte (LOW/HIGH) Triggerung der Messwertauswertung
über den Digitaleingang IN0/Pin3/grün an der 8-pol. SPS-Anschlussbuchse.
EXT. IN0 HIGH:
Externe Triggerung der Messwertauswertung über einen High-Pegel (+Ub) am
Digitaleingang IN0/Pin3/grün.
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TEACH/RESET Button
TOLERANCE-
Potentiometer
HW-MODE (Hardware Mode):
Durch Anklicken des Listen-Auswahlfeldes kann das TOLERANCE
Potentiometer und die TEACH/RESET Taste am Sensorgehäuse des
L-LAS-TB-... Sensors aktiviert (ENABLE) oder deaktiviert (DISABLE) werden.
Das TOLERANCE Potentiometer gestattet die Vorgabe eines
Toleranzfensters um den Sollwert. Falls das Funktionsfeld auf ENABLE
ALL oder ENABLE TOL-SET eingestellt ist, können keine
Zahlenwerteingaben im TOLERANCE-VALUE Eingabefeld aus der
PC-Software Oberfläche heraus gemacht werden.
DISABLE ALL
Sowohl die Hardware TEACH/RESET-Taste als auch das
TOLERANCE Potentiometer am Gehäuse sind deaktiviert.
ENABLE ALL:
Das TOLERANCE Potentiometer am Gehäuse ist aktiviert.
(Drehen im Uhrzeigersinn vergrößert die Toleranzbandbreite)
Die TEACH/RESET Taste am Gehäuse ist aktiviert. kurzer Tastendruck (t < 0.5s) : RESET. langer Tastendruck (t > 1.5s) : TEACH.
ENABLE BTN:
Nur die TEACH/RESET Taste am Gehäuse ist aktiviert.
ENABLE TOL-SET:
Nur das TOLERANCE Potentiometer am Gehäuse ist aktiviert.
EVAL-MODE:
Mit Hilfe dieses Listen-Auswahlfeldes kann der Auswertemodus am
L-LAS-TB-... Sensor eingestellt werden. Je nachdem welcher
Auswertemodus gerade eingestellt ist, werden die aus dem Video-Signal
(Intensitätsprofil) der CCD-Zeile gewonnenen Kanten unterschiedlich bewertet.
L-EDGE:
Als Messwert wird die erste Kante (linke Kante, left-edge) aus dem
Intensitätsprofil der CCD-Zeile herangezogen.
R-EDGE:
Als Messwert wird die zweite Kante (rechte Kante, right-edge) aus dem
Intensitätsprofil der CCD-Zeile herangezogen.
WIDTH:
Als Messwert wird die Differenz zwischen der zweiten Kante und der ersten Kante herangezogen: WIDTH = R-EDGE - L-EDGE
CENTER:
Als Messwert wird der Mittelwert zwischen der ersten und der zweiten
Kante herangezogen: CENTER = (L-EDGE+R-EDGE)/2
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ANA-MODE (Analog-Output-Mode):
Nach Anklicken dieses Funktionselementes öffnet sich ein Listenfeld zur Auswahl des Ausgabemodus der Analogspannung am L-LAS-TB-...
Sensor (Pin8/rot der 8-pol. SPS/POWER-Buchse).
AVERAGE:
In diesem Funktionsfeld kann durch Anklicken des Eingabefeldes mit der Maus oder durch Anklicken der Pfeil-Taste eine Mittelwertbildung am L-LAS-TB-... Sensor eingestellt werden.
POLARITY:
In diesem Funktionsfeld kann durch Anklicken des Eingabefeldes mit der Maus oder durch Anklicken der Pfeil-Taste die Ausgangspolarität am L-LAS-TB-... Sensor eingestellt werden. Der L-LAS-TB-... Sensor besitzt 3 Digitalausgänge (OUT0, OUT1 und OUT2), über die
Fehlerzustände an die SPS weitergeleitet werden können.
DIRECT:
Im Fehlerfall liegt der jeweilige Digitalausgang auf +Ub (+15VDC …
+30VDC) (Æ rote LED an).
INVERSE:
Im Fehlerfall liegt der jeweilige Digitalausgang auf Bezugspotential
(GND,0V), (Æ rote LED an).
Achtung !
RS-232-MODE:
Dieses Funktionsfeld dient zur Einstellung der Betriebsart der RS232
Schnittstelle am L-LAS-TB-... Sensor.
STAT:
Die RS232 Schnittstelle des L-LAS Sensors sendet auf Anforderung des
PC/SPS einen einzelnen Daten-Frame zurück (vgl. RS232-
Schnittstellenprotokoll).
CONTINUOUS:
Falls die Betriebsart auf kontinuierlich (continuous) eingestellt ist, sendet der Microcontroller des L-LAS-TB-... Sensors ständig Messdaten
über die RS232 Schnittstelle. Das Zeitintervall zwischen dem zyklischen
Senden der Daten kann über einen Hyperterminal-Befehl eingestellt werden. Dieser Modus dient zur Datenübertragung zum Windows-
Hyperterminal-Programm (vgl. Datenaustausch mit Hyperterminal).
Falls der RS232-Mode auf CONTINUOUS gesetzt ist und gleichzeitig mit der L-LAS-TB-Scope
Software gearbeitet wird, kommt es zu Störungen im Datenaustausch.
Abhilfe:
Deaktivieren der automatischen Messdatenübertragung durch Anwählen von STATIC und
Aktivierung mit der SEND-Taste!
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E-BEG:
Numerisches Eingabefeld zur Vorgabe des Auswertebeginns. Die CCD-Zeile wird ab dem hier eingegebenen Pixel ausgewertet (Evaluation-Begin). (Default-Wert = 1)
E-END:
Numerisches Eingabefeld zur Vorgabe des Auswerte-Endes. Die CCD-Zeile wird bis zu diesem Pixel ausgewertet. Pixel, die rechts von dem hier vorgegebenen Pixelwert liegen, werden nicht ausgewertet.
Reset/Teach Taster
TEACH-Edge:
Nach Anklicken der TEACH Taste wird die aktuelle Kanteninformation als Lernwert in den RAM-Speicher des L-LAS-TB-... Sensors übernommen. Je nach eingestelltem
Auswertemodus (E-MODE) wird die linke Kante, die rechte Kante bzw. die Breite
(WIDTH) oder die Zentrumsposition (CENTER) als Lernwert in den RAM-Speicher des L-LAS-TB-... Sensors übernommen.
Nach Durchführung des Lernvorgangs blinkt die gelbe Leuchtdiode am Gehäuse des
L-LAS-TB-... Sensors kurz 3x auf.
Der Lernvorgang kann auch mit Hilfe der am Gehäuse befindlichen TEACH/RESET
Taste (t >1.5s drücken) oder durch einen High-Puls am Digitaleingang IN1/gelb/Pin4 ausgelöst werden (t >1.5s).
Ferner kann der aktuelle Lernwert (Sollwert) durch Zahlenwerteingabe im numerischen
Eingebefeld eingestellt werden. Der so eingestellte Lernwert wird erst nach Anklicken der SEND Taste am L-LAS-TB-... Sensor aktiviert.
Der neu eingelernte Sollwert kann durch Anklicken der GET-Taste über die serielle
Schnittstelle ausgelesen werden.
Im TEACH Anzeigefeld wird hierauf der neue Lernwert angezeigt.
OP-MODE (operation-mode):
Je nach der im L-LAS-TB-... Sensor verwendeten CCD-Zeile kann dieses Funktionsfeld zwei verschiedene Einstellmöglichkeiten bieten:
( I ): Binärschalter zur Einstellung des Arbeitsmodus an der CCD-Zeile.
ADC-CNV: Analog/Digitalwandlung der Video-Pixelinformation (8-Bit)
DIG-CMP: Informationsgewinnung mit Hilfe eines Digital-Komparators an der
Vorverstärker-Baugruppe der CCD-Zeile. Vorteil: höhere Abtastrate.
( II ): Binärschalter zur Einstellung der Verstärkung an der CCD-Zeile.
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ZOOM
Nach Anklicken des ZOOM Schalters wird die Y-Achse (Messwerte in Pixel) des graphischen Anzeigefensters im RUN-Modus automatisch so umskaliert, dass die
Änderungen der Messwerte deutlicher zu erkennen sind.
Ein erneutes Anklicken der ZOOM Taste deaktiviert die Zoom-Funktion.
RECORD
Nach Anklicken des RECORD Schalters wird ein neues Fenster für die Datenrekorder-
Funktion geöffnet. Mit der Datenrekorder-Funktion können Messdaten automatisch
über die serielle Schnittstelle vom Sensor angefordert und in einer Datei auf der
Festplatte des PC abgespeichert werden.
Das Popup-Fenster kann auf der Bedienoberfläche des PC beliebig verschoben und minimiert werden. Ein erneutes Anklicken der RECORD Taste schließt das Popup-
Fenster und beendet die Aufzeichnung (vgl. Kap. 6).
PARA II
Nach Anklicken dieser Taste öffnet sich das Popup-Fenster CCD-Settings &
Calibration. Das Popup-Fenster kann auf der Bedienoberfläche des PC beliebig verschoben und minimiert werden. Ein erneutes anklicken der PARAII Taste schließt das Popup-Fenster.
Mit Hilfe des CCD-Settings & Calibration Fensters kann eine Zweipunkt-Kalibrierung am Sensor durchgeführt werden (vgl. Kap. 5).
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PARAMETER TRANSFER:
Diese Gruppe von Funktionsknöpfen dient zum Parameter-Transfer zwischen dem PC und der L-LAS-TB-... Kontrollelektronik über die serielle RS232
Schnittstelle.
SEND:
Nach Anklicken der SEND Taste werden die aktuell an der Bedienoberfläche eingestellten Parameter zur L-LAS-TB-... Kontrollelektronik übertragen.
Das Ziel der Datenübertragung ist abhängig vom jeweils angewählten Radio-
Knopf (RAM, EEPROM, oder FILE).
GET:
Nach Anklicken der GET-Taste werden die Einstell-Parameter von der
L-LAS-TB-... Kontrollelektronik zum PC übertragen und an der
Bedienoberfläche aktualisiert. Die Quelle des Datentransfers wird wiederum durch den eingestellten Radio-Knopf bestimmt:
RAM:
Die aktuell eingestellten Parameter werden in den flüchtigen RAM-Speicher der
L-LAS-TB-... Kontrollelektronik geschrieben, oder sie werden von dort gelesen und zum PC übertragen.
Beachte: Die im RAM eingestellten Parameter gehen verloren, falls die
L-LAS-TB-... Kontrollelektronik von der Spannungsversorgung getrennt wird.
EEPROM:
Die aktuell eingestellten Parameter werden in den nichtflüchtigen EEPROM-
Speicher der L-LAS-TB-... Kontrollelektronik geschrieben oder sie werden von dort gelesen und zum PC übertragen. Im EEPROM abgespeicherte Parameter gehen auch nach Trennung der Spannungsversorgung nicht verloren.
Falls Parameter aus dem EEPROM der L-LAS-TB-... Kontrollelektronik gelesen werden, müssen diese durch Anwahl des RAM-Knopfes und anschließendem
Tastendruck auf SEND in das RAM der L-LAS-TB-... Kontrollelektronik geschrieben werden. Die L-LAS-TB-... Kontrollelektronik arbeitet hierauf mit den eingestellten RAM-Parametern weiter.
FILE:
Falls der FILE Radio Knopf nicht gewählt ist, bewirkt ein Tastendruck auf die
SEND/GET Taste, dass ein neuer File-Dialog an der Bedienoberfläche geöffnet wird. Die aktuellen Parameter können in eine frei wählbare Datei auf die
Festplatte des PC geschrieben werden oder von dort gelesen werden.
FILE-Dialog Fenster:
Die Standard-Ausgabedatei für die Parameter-
Werte hat den Dateinamen
„LLASpara.dat“.
Die Ausgabedatei kann z.B. mit dem Standard
Windows Text-Editor Programm „EDITOR“ geöffnet werden.
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3.2 Numerische und graphische Anzeigeelemente
VIDEO-Taste:
Nach Anklicken der VIDEO-Taste wird das am CCD-Empfänger gemessene Intensitätsprofil zum
PC übertragen und als rote Kurve im graphischen Anzeigefenster dargestellt.
Auf der y-Achse werden die Analogsignale der einzelnen Pixel dargestellt. Die Analogwerte
(Videosignale) der CCD-Zeile werden mit Hilfe eines AD-Wandlers mit 8-Bit Auflösung konvertiert. Aus diesem Grunde ergibt sich der
Wertebereich für die y-Achse von 0 ... 255.
Die aktuell eingestellte Videoschwelle (V-THD) wird als grüne horizontale Linie in der Grafik dargestellt. Aus den Schnittpunkten des
Intensitätsprofils (rote Kurve) mit der
Videoschwelle (grüne Linie) werden die
Kantenwerte (Pixel) abgeleitet.
Auf der x-Achse werden sind die einzelnen Pixel der CCD-Zeile virtuell dargestellt (z.B.: Pixel:
1 ... 3027).
Aufgrund der begrenzten Datenübertragungsrate der seriellen Schnittstelle (19200 Baud/s) kann das graphische Ausgabefenster nur im Sekundentakt aktualisiert werden.
Unterhalb des graphischen Ausgabefensters befindet sich ein weiteres Anzeigeelement, das die aktuell erkannten abgeschatteten Bereiche und die belichteten Bereiche der CCD-Zeile wiedergibt. Ferner wird in diesem
Anzeigeelement die aktuell erkannte Kantenposition durch einen schwarzen kreisförmigen Cursor angedeutet. Ein grüner horizontaler Balken gibt die Größe des aktuell eingestellten Toleranzbandes um den Lernwert an.
E-LEFT:
Numerisches Anzeigefeld zur Ausgabe der aktuellen linken Kantenposition.
E-RIGHT:
Numerisches Anzeigefeld zur Ausgabe der aktuellen rechten Kantenposition.
M-VALUE:
Numerisches Anzeigefeld zur Ausgabe des aktuellen Messwertes
(Abhängig von eingestellten Auswertemodus).
Das linke numerische Anzeigefeld gibt den aktuellen Messwert in
Pixel an, im rechten Anzeigefeld wird der in Millimeter umgerechnete Messwert ausgegeben.
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RUN-Taste:
Nach Anklicken der RUN-Taste werden die aktuellen Messdaten vom L-LAS-TB-... Sensor zum PC
über die serielle Schnittstelle übertragen.
Nach Anklicken der RUN-Taste wird der aktuelle Messwert im graphischen
Anzeigefenster im „Roll-Modus“ dargestellt. Hierbei laufen die
Messwerte als rote Kurve von rechts nach links durch das graphische
Anzeigefenster.
Die Aufteilung der y-Achse entspricht den an der CCD Zeile vorhandenen
Pixel bzw. der virtuellen Anzahl an
Subpixel der Zeile. Der aktuelle
Messwert (M-VALUE=1594) wird in der Graphik am rechten Ende beim x-Wert 100 dargestellt.
Der aktuelle Sollwert (TEACH-Wert) wird als gestrichelte horizontale Linie angezeigt.
Zusätzlich wird das aktuelle Toleranzfenster durch zwei horizontale grüne
Linien symmetrisch um den Sollwert dargestellt.
Die Länge des Datenframes im „RUN-Modus“ ist auf 18-Wörter (36-Bytes) limitiert. Hierdurch können die numerischen und graphischen Anzeigeelemente schneller aktualisiert werden.
Der Datentransfer über die serielle RS232 Schnittstelle benötigt deshalb nicht so viel Zeit im Vergleich zum „DATA-
Modus“ (im DATA-Modus muss die Intensitätsinformation für jedes Pixel übertragen werden).
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
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RS232 KOMMUNIKATION:
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Standard RS232 serielle Schnittstelle ohne Hardware-Handshake.
3-Draht-Verbindung: GND, TXD, RXD.
Geschwindigkeit: 19200 baud, 8 data-bits, no parity-bit, 1 stop-bit in binary mode, MSB first.
Achtung !
Die stabile Funktion der RS232 Schnittstelle (Statusmeldung nach Programmstart) ist eine
Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Parameteraustausch zwischen dem PC und der
L-LAS-TB-... Kontrollelektronik. Wegen der geringen Datenübertragungsrate der seriellen
Schnittstelle (19200 bit/s) können nur langsame Veränderungen der Analogwerte an der
Graphikanzeige des PC mitverfolgt werden. Um die maximale Schaltfrequenz der L-LAS-TB-...
Kontrollelektronik zu gewährleisten muss im normalen Überwachungsprozess der
Datenaustausch gestoppt werden (STOP-Taste anklicken).
CONNECT:
Beim Start der Software wird versucht, über die Standard COM1 Schnittstelle eine Verbindung zur L-LAS-TB-...
Kontrollelektronik herzustellen. Falls der Verbindungsaufbau erfolgreich war, wird die aktuelle Firmware Version in der Statuszeile angezeigt.
Die serielle Verbindung zwischen dem PC und der L-LAS-TB-...
Kontrollelektronik konnte nicht aufgebaut werden oder die
Verbindung ist unterbrochen.
In diesem Falle sollte zuerst geprüft werden, ob die L-LAS-TB-
... Kontrollelektronik an die Spannungsversorgung angeschlossen ist und ob das serielle Interface-Kabel richtig zwischen dem PC und der Kontrollelektronik verbunden ist.
Falls die am PC zugewiesene Nummer der seriellen Schnittstelle nicht bekannt ist, können mit Hilfe des Drop-Down Listenfeldes
CONNECT die Schnittstellen COM1 bis COM16 angewählt werden.
Falls die Statusmeldung “Invalid port number” lautet, ist die ausgewählte Schnittstelle (z.B. COM2) an Ihrem PC nicht verfügbar.
Falls die Statusmeldung “Cannot open port ” lautet, ist die ausgewählte Schnittstelle (z.B. COM2) eventuell schon von einem anderen Gerät belegt.
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
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3.4 L-LAS-TB-Scope Software als Hilfsmittel zur Sensorjustage
VIDEO:
Die Feinjustage zwischen der L-LAS-TB Sendeeinheit und dem Empfänger kann nach Anklicken der VIDEO-Taste am graphischen Anzeigefenster mitverfolgt werden. Aufgrund der begrenzten
Datenübertragungsrate der RS232 Schnittstelle kann das Anzeigefenster lediglich im Sekundentakt aktualisiert werden.
STOP:
Ein Mausklick auf die STOP-Taste beendet den Datentransfer zwischen der L-LAS-TB-...
Kontrollelektronik und dem PC.
Optimale Justage:
Im graphischen Anzeigefenster wird das Intensitätsprofil als rote
Kurve dargestellt. Die Zahlenwerte 1 ... 1024 auf der x-Achse stellen die einzelnen Pixel der CCD-Zeile dar. Die Analogwerte der CCD-
Zeile werden mit Hilfe eines AD-Wandlers mit 10-Bit Auflösung konvertiert. Aus diesem Grunde ergibt sich der Wertebereich für die y-Achse von 0 ... 1023.
Wie aus der nebenstehenden Abbildung zu entnehmen ist, werden die
CCD-Pixel 1 bis 1024 vom Sendestahl gleichmäßig beleuchtet.
Fehljustage - rechts:
Der Sendestrahl beleuchtet die Pixel am rechten Ende der CCD-Zeile nicht mehr ausreichend. Die Ausrichtung der Laser-Sendeeinheit oder der CCD-Empfängereinheit muss so verstellt werden, dass die Pixel am rechten Ende wieder beleuchtet werden.
Fehljustage - links:
Der Sendestrahl beleuchtet die Pixel am linken Ende der CCD-Zeile nicht mehr ausreichend. Die Ausrichtung der Laser-Sendeeinheit oder der CCD-Empfängereinheit muss so verstellt werden, dass die Pixel am linken Ende wieder beleuchtet werden.
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3.5 L-LAS-TB-Scope Software als Hilfsmittel zur Sendeleistungseinstellung
POWER:
Mit Hilfe des Schiebereglers oder durch Zahlenwert-Eingabe in das entsprechende Eingabefeld kann die Laserleistung an der Laser-Sendeeinheit des L-LAS-TB-... Sensors eingestellt werden.
Achtung !
Erst nach Anklicken der SEND-Taste wird die Laserleistung an der Sendeeinheit des L-LAS-TB-... Sensors aktualisiert.
VIDEO:
Durch Anklicken der VIDEO-Taste wird das aktuelle Intensitätsprofil vom L-LAS-TB-... Sensor zum PC übertragen und im graphischen Anzeigefenster dargestellt. Bei aktiver VIDEO-Funktion kann die Laserleistung am Sensor geändert werden (SEND-Taste drücken) und die Auswirkung am
Intensitätsprofil beobachtet werden.
Optimale Justage:
Im graphischen Anzeigefenster wird das Intensitätsprofil als rote Kurve dargestellt. Der Intensitätsverlauf liegt über die gesamte CCD-Zeile oberhalb der Videoschwelle (grüne Linie).
Im abgeschatteten Bereich ist der Intensitätsverlauf bei niedrigen ADC-Werten (Offset <120).
Es treten keine sporadischen „Spikes“ im Intensitätsverlauf in den abgeschatteten Bereichen auf.
Sende-Leistung zu hoch:
Der Sendestrahl übersteuert einzelne Pixel der CCD-Zeile. In den abgeschatteten Bereichen treten sporadisch kurze „Spikes“ nach oben auf.
Falls die „Spikes“ die grüne horizontale Videoschwelle schneiden, kommt es zu Fehlmessungen!
Abhilfe:
Laserleistung stufenweise verringern, bis die „Spikes“ im
Schattenbereich nicht mehr auftreten.
Sende-Leistung zu gering:
Das Intensitätsprofil der CCD-Zeile ist vollständig unterhalb der Videoschwelle (grüne horizontale Linie).
Der L-LAS-TB-... Sensor detektiert aus dem Strahlbild keine
Kanten (Hell/Dunkel-Übergänge, d.h. Schnittpunkte zwischen roter Kurve und grüner Videoschwelle).
Abhilfe:
Laserleistung stufenweise erhöhen und gleichzeitig
Intensitätsverlauf mitverfolgen, bis die rote Kurve
(Intensitätsprofil) von Pixel 1 bis Pixel 1024 oberhalb der
Videoschwelle liegt.
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25.03.2009
17
4 Auswerte-Betriebsarten
4.1 LEFT-EDGE
L-EDGE:
Ausgewertet wird die erste erkannte Kante im Intensitätsprofil der CCD-Zeile.
Als Kriterium zur Erkennung der Kanten dient der
Übergang zwischen belichteten und abgedunkelten
Bereichen im Intensitätsverlauf der CCD-Zeile.
Aus dem Schnittpunkt zwischen der Video-Schwelle
(grüne horizontale Linie) und dem Intensitätsverlauf
(rote Kurve) kann dasjenige Pixel der CCD-Zeile ermittelt werden, bei dem der Hell/Dunkel-
Übergang stattfindet.
In der nebenstehenden Abbildung wird der erste
Hell/Dunkel-Übergang am Pixel Nr. 1155 erkannt.
Über den bekannten Pixel-Abstand (hier 31.75µm) kann der Messwert in [mm] umgerechnet werden.
Der aktuelle Messwert M-VALUE = E-LEFT wird in den numerischen Anzeigeelementen ausgegeben.
4.2 RIGHT-EDGE
R-EDGE:
Ausgewertet wird die zweite erkannte Kante im Intensitätsprofil der CCD-
Zeile.
Aus dem Schnittpunkt zwischen der Video-Schwelle
(grüne horizontale Linie) und dem Intensitätsverlauf
(rote Kurve) kann dasjenige Pixel der CCD-Zeile ermittelt werden, bei dem der zweite Hell/Dunkel-
Übergang stattfindet.
In der nebenstehenden Abbildung wird der zweite
Hell/Dunkel-Übergang am Pixel Nr. 2047 erkannt.
Der schwarze, punktförmige Cursor unterhalb der
Graphikausgabe markiert die aktuelle rechte Kante
(R-EDGE) des abgeschatteten Bereiches.
Über den bekannten Pixel-Abstand (hier 31.75µm) kann der Messwert in [mm] umgerechnet werden.
Der aktuelle Messwert M-VALUE = E-RIGHT wird in den numerischen Anzeigeelementen ausgegeben.
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4.3 WIDTH
WIDTH:
Ausgewertet wird die Differenz zwischen der zweiten Kante und der ersten
Kante im Intensitätsprofil der CCD-Zeile.
Aus den beiden Schnittpunkten zwischen der Video-
Schwelle (grüne horizontale Linie) und dem
Intensitätsverlauf (rote Kurve) können zwei Pixel ermittelt werden, bei denen ein Hell/Dunkel-
Übergang stattfindet.
In der nebenstehenden Abbildung wird der erste
Hell/Dunkel-Übergang am Pixel Nr. 1155, der zweite Hell/Dunkel-Übergang bei Pixel 2047 erkannt.
Hieraus ergibt sich durch Differenzbildung die
Breite des Messobjektes (WIDTH = 892).
WIDTH
=
E
_
RIGHT
−
E
_
LEFT
Der aktuelle Messwert M-VALUE = WIDTH wird in den numerischen Anzeigeelementen ausgegeben.
4.4 CENTER
CENTER:
Als Messwert wird der Mittelwert zwischen der ersten und der zweiten Kante herangezogen: CENTER = (R-EDGE+L-EDGE)/2
Aus den beiden Schnittpunkten zwischen der Video-
Schwelle (grüne horizontale Linie) und dem
Intensitätsverlauf (rote Kurve) können zwei Pixel ermittelt werden, bei denen der Hell/Dunkel-
Übergang stattfindet. In der nebenstehenden
Abbildung wird der zweite Hell/Dunkel-Übergang am Pixel Nr. 2047, der erste Hell/Dunkel-Übergang bei Pixel 1155 erkannt.
Hieraus ergibt sich durch Mittelung
( CENTER =1601 )
CENTER
=
(
E
_
RIGHT
2
+
E
_
LEFT
)
Der aktuelle Messwert M-VALUE = CENTER wird in den numerischen Anzeigeelementen ausgegeben.
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19
5 Zweipunkt-Kalibrierung
PARA II
Nach Anklicken dieser Taste öffnet sich das Popup-Fenster CCD-Settings &
Calibration . Das Popup-Fenster kann auf der Bedienoberfläche des PC beliebig verschoben und minimiert werden. Ein erneutes Anklicken der
PARAII Taste schließt das Popup-Fenster. Mit Hilfe des CCD-Settings &
Calibration Fensters kann eine Zweipunkt-Kalibrierung am Sensor durchgeführt werden. Im oberen Teil des Fensters werden Informationen bezüglich der im Sensor eingesetzten CCD-Zeile angezeigt. (Anzahl der Pixel,
Abstand von Pixelmitte zu Pixelmitte, Arbeitsbereich und Auflösung der
CCD-Zeile). Im nebenstehenden Beispiel ist der Pixelabstand 31.75 µm und der Arbeitsbeich 74.9 mm (1180 pixel * 31.75µm * 2Subpixel = 74.9mm).
Die Zweipunktkalibrierung dient dazu, im Auswertemodus
EVALMODE=WIDTH einen möglichst genauen Breitenmesswert in
Mikrometer am Sensor auszugeben und anzuzeigen.
Problem bei der Breitenmessung ist, dass je nach eingestellter Video-Schwelle und nach der jeweils eingestellten Sende-Leistung der Messwert für die
Breiteninformation unterschiedlich berechnet wird. Dies wird durch den stetig ansteigenden Analogverlauf (Steilheit) des Videosignals im Übergangsbereich zwischen Objektabschattung und direktem Einfall des Laserlichtes auf die
Pixel der CCD Zeile verursacht. Die Objektbreite wird indirekt über die beiden Schnittpunkte des Videosignalverlaufs (rote Kurve) mit der grünen horizontalen Videoschwelle berechnet.
Video Schwelle hoch, Objekt erscheint breiter in der „Schattenwurfzone“. Messwert =418 Pixel.
Der Messwert in µm ergibt sich hieraus durch
Multiplikation der Pixelzahl mit dem jeweiligen
Pixelabstand (pixel-pitch).
M-VALUE = 418 pixel x 31.75µm = 13271 µm
Video Schwelle niedrig, Objekt erscheint etwas schmäler in der „Schattenzone“. Messwert = 405 Pixel.
Der Messwert in µm ergibt sich hieraus durch
Multiplikation der Pixelzahl mit dem jeweiligen
Pixelabstand (pixel-pitch).
M-VALUE = 405 pixel x 31.75µm = 12858 µm
Um diese Problematik zu kompensieren, kann eine Zweipunkt-Kalibrierung bei fest eingestellter
Sender-Leistung (POWER) und fest eingestellter Video-Schwelle (V-THD) durchgeführt werden.
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Durchmesser-Wert
µm-Wert
D_2
D_1
INTERSECTION B
PIX_1
Y = A*x + B
( D_2 - D_1 )
SLOPE A =
( PIX_2 - PIX_1 )
PIX_2
Activate CCD-CALIBRATIONI
Die Zweipunkt-Kalibrierung für die Breitenmessung kann durch Anklicken der Activate CCD-
CALIBRATION Taste gestartet werden.
Pixel-Nr.
Bei der Zweipunkt-Kalibrierung wird ausgehend von zwei bekannten Objekten
(Abmessungen in µm bekannt) unterschiedlicher Breite eine Ausgleichsgerade durch zwei
Punkte berechnet.
Die wichtigen Parameter der Ausgleichsgerade sind deren Steigung (SLOPE-VALUE A) und gegebenenfalls der Y-Achsenabschnitt B.
Die Steigung A gibt an, wie viele Mikrometer
Änderung je Pixel Änderung auftreten.
Der Y-Achsenabschnitt B (INTERSECTION-
VALUE B) gibt die Nullpunktverschiebung
(Offset) an.
STEP 1:
Nach Auswahl des ON/OFF Häkchens wird erwartet, dass das
Messobjekt mit dem kleineren Durchmesser in der Mitte des
Arbeitsbereiches platziert wird. Das kleinere Messobjekt sollte z.B. 20-40% des maximalen Arbeitsbereiches abdecken.
Im numerischen Eingabefeld muss hierauf der bekannte
Durchmesserwert in Mikrometer eingegeben werden.
Durch Anklicken der Accept Objekt 1 Taste wird das erste
Wertepaar (DIAMETER-1, PIXEL_1) gespeichert.
STEP 2:
Nach Auswahl des ON/OFF Häkchens wird erwartet, dass das
Messobjekt mit dem größeren Durchmesser in der Mitte des
Arbeitsbereiches platziert wird. Das größere Messobjekt sollte z.B: 60-80% des maximalen Arbeitsbereich abdecken.
Im numerischen Eingabefeld muss hierauf der bekannte
Durchmesserwert in Mikrometer eingegeben werden.
Durch Anklicken der Accept Objekt 2 Taste wird das zweite
Wertepaar (DIAMETER-2, PIXEL_2) gespeichert.
Beim Start der Kalibrierung werden automatisch die
Aktionen der RUN-Taste an der Bedienoberfläche ausgeführt. In graphischen Anzeigebereich unterhalb des großen „Roll-Graphen“ lässt sich das mittige Ablegen der
Messobjekte im Arbeitsbereich des Sensors kontrollieren.
Die Position des Messobjektes kann aus der Lage des grau hinterlegten Bereiches erkannt werden (Schattenbereich). Die Pixel, die vom Laserstrahl getroffen werden, erscheinen als rot markierter Bereich.
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Nach Anklicken der Calculate Calibration Taste werden die
Steigung und der Y-Achsenabschnitt aus den beiden bekannten
Punktepaaren der Messobjekte neu berechnet.
Die neu berechneten Werte für die Steigung (SLOPE-VALUE
A) und den Offset (INTERSECTION B) werden in den grau hinterlegten Anzeigefeldern dargestellt.
Die bisher eingestellten Werte werden in den weiß hinterlegten numerischen Eingabefeldern angezeigt.
Achtung!
SAVE NEW VALUES
Falls die neu berechneten Werte sinnvoll sind, können durch
Anklicken der SAVE NEW VALUES Taste in den RAM
Speicher der Kontrollelektronik im Sensor abgespeichert werden.
Falls die zuletzt durchgeführte Kalibrierung verworfen werden sollte, kann dies durch Anklicken der EXIT CALIBRATION
Taste erfolgen.
Erst nach Anwählen des EEPROM Auswahlknopfes und anschließender Betätigung der SEND-Taste werden die zuletzt berechneten Kalibrierungswerte in den
NICHTFLÜCHTIGEN EEPROM Speicher der
Kontrollelektronik übernommen !
Manuelle Eingabe der Kalibrierungsdaten:
EXIT CALIBRATION
Verlassen der Kalibrierungswerte.
Die Kalibrierungsdaten können auch manuell an der
Kontrollelektronik des Sensors verändert werden.
Nach Öffnen des PARA II Popup-Fensters können in den entsprechenden numerischen Eingabefeldern die
Zahlenwerte jederzeit von Hand verändert werden, ohne die Kalibrierungs-Prozedur durchlaufen zu müssen.
Hierbei müssen die neu eingegebenen Kalibrierungswerte erst durch Anklicken der SEND-Taste an der
Kontrollelektronik aktiviert werden.
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6 Daten-Rekorder
Nach Anklicken der
Taste RECORD öffnet sich ein neues Fenster, das zur Einstellung des
Datenrekorders dient.
Mit Hilfe des numerischen Eingabefeldes kann ein Zeitintervall in Sekunden angegeben werden. Nach Ablauf dieser Zeitspanne werden von der PC-Software automatisch Messdaten vom Sensor zum PC übertragen und auf der Festplatte in eine Ausgabedatei abgelegt.
Numerisches Eingabefeld zur Vorgabe der Maximalzahl der Messwerte, die abgespeichert werden sollen. Werte von 10 bis 30000 sind einstellbar.
Numerische Anzeigefelder, die über den Zeitpunkt und das Datum der Aktivierung informieren. Diese Anzeigen werden aktualisiert, nachdem die START-Taste angeklickt wird.
Numerische Anzeigeelemente, welche die Zeitspanne in Sekunden anzeigen, die seit der Aktivierung der Recorder-Funktion bereits abgelaufen sind.
Nach Anklicken der Taste File öffnet sich ein Dialog-Fenster, das zur Vorgabe des Dateinamens bzw. zur Einstellung des
Speicherortes der Ausgabedatei dient.
Der aktuell gewählte Speicherort und der Dateiname der
Ausgabedatei werden in der folgenden Textanzeige eingeblendet.
Mit Hilfe der START Taste kann die automatische Aufzeichnung gestartet werden.
Falls die Aufzeichnung vor Erreichen der durch SAMPLES vorgegebenen
Maximalzahl beendet werden sollte, kann dies durch Anklicken der STOP Taste erfolgen.
Numerisches Anzeigefeld, das die aktuelle Anzahl der gelesenen Messwerte ausgibt.
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6.1 Datenformat der Ausgabedatei
Die Ausgabedatei des Datenrekorders besteht aus 7 Kopfzeilen gefolgt von den eigentlichen Messdaten.
Die Messdaten werden Zeilenweise in die Ausgabedatei abgespeichert. Jede Zeile besteht aus insgesamt 5 Spalten, die durch ein TAB-Steuerzeichen voneinander getrennt sind.
Die Ausgabedatei kann durch einen einfachen Texteditor oder durch ein Tabellenkalkulationsprogramm (z. B.
Microsoft EXCEL) geöffnet werden.
1. Spalte = Messwert (Pixel) E-LEFT
2. Spalte = Messwert (Pixel) E-RIGHT
3. Spalte = Messwert (Pixel) M-VALUE
4. Spalte = Anzahl Kanten
5. Spalte = Messwert (Mikrometer)
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7 Anhang
7.1 Laserwarnhinweis
LASERWARNHINWEIS
Halbleiterlaser, λ=670 nm, 1mW max. optische Leistung,
Laser Klasse 2 gemäß EN 60825-1
Für den Einsatz dieser Lasersender sind daher keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen erforderlich.
Nicht
in den Strahl
blicken
Laser Klasse 2
7.2 Funktionsweise des TEACH/RESET-Tasters
Am Gehäuse des L-LAS-TB-... Sensors befindet sich ein Drucktaster mit Doppelfunktionalität:
-
+ -
+
TEACH / RESET
Taster t < 750ms
1x blinken
RESET-Funktion:
Durch kurzes Drücken (t < 750ms) werden die aktuellen Maximal- und Minimalwerte zurückgesetzt.
Es wird kein Hardware/Software RESET durchgeführt!
-
+ -
+
TEACH / RESET
Taster t > 1.5s
3x blinken
TEACH-Funktion:
Durch langes Drücken (t > 1.5s) werden die aktuellen Kantenbedeckungen als Lernwert im
RAM-Speicher abgelegt. Die erfolgreiche
Durchführung des Lernvorgangs wird durch
3-maliges Blinken der grünen LED angezeigt.
7.3 Funktionsweise des Toleranz-Potentiometers
Am Gehäuse des L-LAS-TB-... Sensors befindet sich ein Potentiometer zur Einstellung der Toleranzbandbreite.
-
+ -
+
TOLERANCE
POTENTIOMETER
TOLERANZ-Potentiometer:
Durch Drehen des Potentiometers im Uhrzeigersinn wird die Toleranzbandbreite vergrößert.
Drehen gegen den Uhrzeigersinn verringert die
Toleranzbandbreite.
Zur Einstellung der Toleranzbandbreite am L-LAS-TB-... Sensor muss das
Potentiometer aktiviert sein (Schalterstellung auf ENABLE ALL oder
ENABLE TOL SET ).
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7.4 Funktionsweise der Digitaleingänge IN0 und IN1
Der L-LAS-TB-... Sensor besitzt zwei digitale Eingänge IN0 und IN1. Die Digitaleingänge können über die 8-polige
Buchse (Typ Binder 712) kontaktiert werden.
Pin: Farbe: Belegung:
2
3 braun grün
+15VDC … +30VDC
IN0 (EXT TRIGGER)
1
8
7
5 grau OUT0
6 rosa OUT1
7 blau OUT2
8 rot ANALOG (0…+10V oder 4…20mA)
DIGITALEINGANG IN0 (Pin3/grün) (Externer Trigger) :
Durch Anlegen eines HIGH-Pegels am Digitaleingang IN0 wird die externe Triggerung an der Hardware ausgelöst.
Der getriggerte Modus ist nur in den beiden Trigger-Betriebsarten
„EXT. IN0 L/H“ und „EXT. IN0 HIGH“ Betriebsarten möglich.
Je nach eingestelltem Analog-Ausgangsmodus werden die
Analogausgänge und Digitalausgänge nur aktualisiert, falls die
Triggerbedingung erfüllt ist.
Die Kontrollelektronik setzt mit der neuen LOW/HIGH Flanke an IN0 den
MAX/MIN-Wert zurück. Während des HIGH-Pegels an IN0 (Zeitfenster) ist die MAX-MIN Suche nach dem Schleppzeigerprinzip aktiv. Der jeweils aktuelle MAX/MIN Wert wird in diesem Zeitfenster am
Analogausgang Pin 8/rot ausgegeben. Falls der HIGH-Pegel an IN0 zurückgenommen wird, bleibt der während des Zeitfensters erkannte
MAX/MIN-Wert am Analogausgang bestehen. Erst die nächste
LOW/HIGH Flanke des darauf folgenden Zeitfensters setzt den
Analogwert wieder zurück!
IN1 / RESET
(Pin 4, gelb) neuer Max-Wert
IN0 / EXT. TRIGGER
(Pin 3, green)
Reset des alten
Max-Min Wertes neue Max-Min Suche aktiv
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Zeit [s]
Logic 0 (GND, 0V)
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DIGITALEINGANG IN1 (Pin4/gelb), TEACH/RESET-Funktion:
RESET-Funktion:
Durch Anlegen eines HIGH-Pulses von weniger als 750 ms Dauer wird am L-LAS-TB-... Sensor die RESET-
Funktion ausgeführt. Hierbei werden die aktuellen Maximal- und Minimalwerte zurückgesetzt. Es wird kein
Hardware/Software RESET durchgeführt! Nach Erkennung des RESET-Pulses blinkt die gelbe LED am Gehäuse des
Sensors 1x kurz auf.
T
R
< 750ms
IN0 / RESET
(Pin 4, gelb)
Logic 0 (GND, 0V)
TEACH-Funktion:
Durch Anlegen eines HIGH-Pulses von mehr als 1.5s Dauer wird am L-LAS-TB-... Sensor die LERN-Funktion ausgeführt. Nach Erkennung des TEACH-Pulses blinkt die gelbe LED am Gehäuse 3x kurz auf.
T
TEACH
> 1.5sec
IN0 / TEACH
(Pin 3, green)
Logic 0 (GND, 0V)
-
+ -
+
Gelbe Multifunktions-LED am Gehäuse.
Ein: Visualisierung Betriebsspannung
1x kurz Blinken: Reset- Max/Min-Funktion
3x kurz Blinken: Teach-Funktion
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7.5 Anschlussbelegung
-
+
-
+
Am Gehäuse des L-LAS-TB-... Sensors befindet sich eine Buchse zum Anschluss der Spannungsversorgung (8-pol. Typ
Binder 712), sowie eine zweite Buchse zum
Anschluss der Sender-Einheit (3-pol. Typ
Binder 712) und eine dritte Buchse zum
Anschluss der seriellen RS232 Verbindungsleitung (4-pol. Typ Binder 707).
TRANSM.
PLC /
POWER
PC /
RS-232
RS232-Anschluss an PC:
4-polige M5 Buchse Typ Binder 707
3 4 Pin: Belegung:
1 +24VDC
3 RxD
4 TxD 2 1
Anschlusskabel: cab-las4/PC (Länge 2m, Kabelmantel: PUR)
Interface zur SPS/Spannungsversorgung:
8-polige Buchse Typ Binder 712
1
8
7
Verbindungskabel: cab-las8/SPS (Länge 2m, Kabelmantel: PUR)
Pin: Farbe: Belegung:
2 braun +15VDC … +30VDC
5 grau OUT0
6 rosa OUT1
7 blau OUT2
8 rot ANALOG (0…+10V oder 4…20mA)
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25.03.2009
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RS232 Interface Protocol PC
⇔ L-LAS-TB-… sensor (L-LAS-TB-Scope V2.52)
- Standard RS232 serial interface, no hardware handshake
- 3-wire connection: GND, TX0, RX0
- Speed: 19200 baud, 8 data-bits, no parity-bit, 1 stop-bit, binary-mode
The control device (PC or PLC) have to send a frame of 18-words (1 word = 2 byte = 16 bit) to the hardware. All words must be transmitted in binary format. The most significant byte must be transmitted first (MSB-first).
METHOD:
The microcontroller of the sensor is permanently reading (polling) the input-buffer of the RS-232 module. If the incoming word = 0x0055 (0x55 hexadecimal = 85 decimal), this is interpreted as the synchronisation-event <sync-word>.
After this, the 2.nd word with the order number <order-word> is read in by the microcontroller.
The order word <order-word>, is followed by 16 further words <parameter-word> .
After reading the complete data-frame (18-words = 36 bytes), the sensor hardware executes the order which is coded at the 2.nd word <order-word> .
Format of the parameter-frame:
Word No. Meaning
1 <sync-word> = 0x0055
Comment hex-code 0x55, binary=0000 0000 0101 0101, dec.=85
2
3
4
<order-word> parameter POWER
Order word (c.f. table below)
Laser Intensity (0 ... 1000) parameter RS232MODE RS232-mode STAT=0 / CONT=1 (continous data output)
5
6 parameter VIDEOTHD parameter ANAMODE
Threshold for edge detection of video signal (1 …ADC-max)
Mode of Analog-output: (0=DIRECT, 1=DIRECT no AVG,
2=MAX, 3=MIN, 4=MAX-MIN ).
7 parameter POLARITY Polarity setting for OUT0, OUT1, (0=DIRECT, 1=INVERSE)
8 parameter (0=L-EDGE, 1=R-EDGE, 2=WIDTH, 3=CENTER)
9 parameter E-BEGIN Evaluation start-pixel ( 1 .. E_END-1 )
10
11
12
13 parameter E-END Evaluation end-pixel ( E_BEG+1 .. MAXPIXEL ) parameter TEACH-VALUE Teach-value TEACH (1 ...MAXPIXEL) parameter TOLERANCE Tolerance-value TOL: (0 ... MAXPIXEL/2) parameter OP-MODE Operation-Mode (LOW = 0 / HIGH = 1) gain or video-readout-mode (ADC-CNV = 1 / DIG-COMP = 0 )
15
17
18 parameter SLOPE parameter AVERAGE parameter TRIGMODE
(DISABLE-ALL=0, ENABLE-ALL=1,ENABLE-BTN=2,
ENABLE POTI=3)
Slope parameter for calibration Y=slope*x + intersect
Float-value is multiplied with 1024 (TB-50,TB-75,TB-100 )
Intersection has offset of 30000
Average setting: 1,2,4,8,16,32,64,128 or 256
Trigger-Mode 0=CONT, 1=EXT.IN0 L/H, 2=EXT. IN0 HIGH
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
29
Meaning of the 2 nd
word of the data-frame: <order-word>
Value
Meaning / Action
0 Nop no
1 Send parameter from PC into RAM of L-LAS volatile: 18 words PC
⇒ L-LAS-RAM
2
3
Get L-LAS-RAM-parameter
Send parameter from PC into EEPROM of L-LAS
18 words, L-LAS-RAM
⇒ PC
18 words, PC
⇒ L-LAS-EEPROM
4
5
6
7
Get EEPROM parameters of L-LAS
Echo check: Get echo of L-LAS, line ok = 0xAA
Activate Teach at L-LAS, store in RAM
Get software version info from L-LAS
18 words, L-LAS-EEPROM
⇒ PC
18 words, 3 rd
. word=0x00AA (Echo=170)
18 words PC
⇒ L-LAS-RAM
36 words, L-LAS
⇒ PC (version-string)
8
9
Get measured values out of L-LAS-RAM
Get data-buffer-block out of L-LAS-RAM,
18 words, L-LAS-RAM
⇒ PC
64 words, L-LAS-RAM
⇒ PC
11 Reset maxima/minima-values (analog-output-mode) 18 words PC
⇒ L-LAS-RAM
EXAMPLES:
Echo check <order-word>=5
<order-word> = 5
Echo check: send echo in 3rd. word to PC
DATA FRAME: PC SENSOR (18-Words=36Bytes, MSB first)
<order-word>=7
<sync.-word>
0x55 5
3
0 0 0 ...
0 0
18
0
DATA FRAME: SENSOR
1 2 3.
0xAA 0 0 0
ECHO=170
...
PC (18-Words=36Byte, MSB first)
0 0
18
0
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
30
SEND parameter to L-LAS-TB RAM <order-word>=1
<order-word> = 1
Send actual parameters and store the frame into L-LAS-RAM
DATA FRAME: PC SENSOR (18-Words=36Bytes, MSB first)
<order-word>=1
<sync.-word>
0x55 1
3
500 0 512 0 1 1 30000
18
16 0
POWER
RS232-MODE
VIDEO-THD
ANAMODE
POLARITY
EVAL-MODE
TRIGMODE
The transmitted data frame is echoed back to the PC by the SENSOR !!!
GET L-LAS-TB RAM parameter <order-word>=2
<order-word> = 2
GET L-LAS RAM parameter
DATA FRAME: PC SENSOR (18-Words=36Bytes, MSB first)
<order-word>=2
<sync.-word>
0x55 2
3
0 0 0 0 0
18
0
DATA FRAME: SENSOR
1 2 3
0x55 2 500 0 512 0
PC (18-Words=36Byte, MSB first)
1 1 1023 30000 64
18
0
POWER
RS232-MODE
VIDEO-THD
ANAMODE
TRIGMODE
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
31
GET measured-values of L-LAS-TB sensor <order-word>=8
<order-word> = 8
The µController sends the actual measured values to the PC.
The 5. word of the data-frame represents the actual measured value: M_VALUE .
The 6 and 7th. word of the data-frame represents the measured value in micrometer: um_VALUE .
DATA FRAME: PC L-LAS-TB sensor (18-Words = 36 Bytes, MSB first)
<order-word>=8
<sync.-word>
0x55 8
3
0 0 0 0 0
18
0
DATA FRAME: L-LAS-TB sensor
1 2 3 5 7
0x55 8 488 488 488 3904 0
PC
500 100 2
(18-Words = 36 Byte, MSB first)
18
800 50 0 900 1 0 0 0
L_EDGE
R_EDGE
M_VALUE um_VALUE (LowByte) um_VALUE (HighByte)
TEACH_VAL
TOL_VALUE
EDGE_COUNT
MV_START
MV_END
L_EDGE
R_EDGE
:= left edge of ccd-intensity profile
:= right edge of ccd-intenity profile
M_VALUE := measured value (= left edge because EVALMODE=0) um_VALUE_LB := measured value (LOW-BYTE) in micrometer um_VALUE_HB := measured value (HIGH-BYTE) in micrometer
TEACH-VAL := teach value
TOL-VALUE := tolerance value
EDGE_COUNT := number of detected edges
MV_START
MV_END
:= mean value of the first 8 pixel of the evaluation range of the CCD-line
:= mean value of the last 8 pixel of the evaluation range of the CCD-line
FREE_USE := not used
ANALOG_MAX := currently stored maximum-analog-value ( analog-output )
ANALOG_MIN := currently stored minimum-analog-value ( analog-output )
IN0_STATE := state of digital-input IN0,IN1,Button (0,1,2,4,7)
IN0_STATE
ANALOG_MIN
ANALOG_MAX
FREE-USE
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
32
GET L-LAS-TB sensor DATA-BUFFER <order-word>=9
<order-word> = 9
Due to limited RAM memory at the L-LAS-TB sensor, the data buffers have to be sent to the PC in blocks of 64-words one after the other. The data buffer contents the 256-pixel of the intensity-profile which is measured at the CCD-receiver.
Step1: DATA FRAME: PC L-LAS sensor (18-Words=36Bytes, MSB first)
<order-word>=9
<sync.-word>
<block-index> = 0 (first-64-word-block)
0x55 9 0 0 0 0 0
18
0
DATA FRAME: L-LAS sensor
1 2 3
PC (64-Words = 128Byte, MSB first)
64
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A62 A62
First block of 64 words are the first 64 pixel of the intensity-profile
A63 A64
Step2: DATA FRAME: PC
1
0x55 9 64 0
L-LAS sensor (18-Words=36Bytes, MSB first)
0 0 0
18
0
DATA FRAME: L-LAS sensor
1 2 3
PC
A65 A66 A67 A68 A69 A70 A71
2nd. block of 64 words: pixel 65 to 128
(64-Words = 128Byte, MSB first)
Step3: DATA FRAME: PC
1
0x55 9 128 0
L-LAS sensor (18-Words=36Bytes, MSB first)
18
0 0 0 0
DATA FRAME: L-LAS sensor
1 2 3
PC
A129 A130 A131 A132
3rd. block of 64 words: pixel 129 to 192
(64-Words = 128Byte, MSB first)
64
Step4: DATA FRAME: PC
0x55 9 192 1
L-LAS sensor (18-Words=36Bytes, MSB first)
18
0 0 0 0
DATA FRAME: L-LAS sensor PC
1 2 3
A193 A194 A195 A196
3rd. block of 64 words: pixel 193 to 256
L-LAS-TB-Scope Version 2.52 (KW 13/2009)
25.03.2009
(64-Words = 128Byte, MSB first)
64
33
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* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project