Système optique de mesure de déplacement haute précision
Z300
Nouveau type de capteur de déplacement, avec
capteur CCD bidimensionnel intégré, bénéficiant
des meilleures et des plus récentes technologies
de traitement d'image.
Z300
Caractèristiques
Mesure stable d'objets transparents ou en verre.
Une grande diversité de têtes de capteur pour des détections évoluées.
Avec le Z300, Omron propose un détecteur de mouvement capable d'effectuer des mesures stables d'objets transparents
ou en verre. Le tout nouveau CCD bidimensionnel (S-CCD) intégré dans le Z300 et combiné aux performances exceptionnelles
du contrôleur, fournit une grande stabilité et une grande précision des mesures effectuées sur des objets transparents.
L'algorithme de dernière génération utilisé par le Z300 permet une sensibilité optimale, même lorsqu'il y a une grande différence
entre la lumière réfléchie par la surface du verre et celle réfléchie
par le dessous du verre. L'amélioration de la zone de mesure,
associée aux têtes de capteur longue distance et haute résolution
permet d'augmenter considérablement la palette des applications.
Z300 est un exemple de plus des défis qu'Omron relève
pour repousser les limites des possibilités de détection.
Z300-S60
Modèle à très longue portée
Distance de détection de 600
±350 mm
Z300-S10
Modèle longue portée
Distance de détection
de 100 ±20 mm
Z300-S5T
Modèle haute précision
Distance de détection
de 50 ±5 mm
Z300-S2T
Modèle ultra-précis
Distance de détection
de 20 ±1 mm
B-31Z300
Page 2
Le CCD bidimensionnel novateur (S-CCD) est la clé pour des détections performantes.
Le CCD bidimensionnel permet d'effectuer des mesures
stables et à une vitesse étonnante.
Un capteur de déplacement classique utilisant un CCD unidimensionnel n’est pas capable de fonctionner en milieu instable.
Le détecteur a donc besoin d’effectuer un grand nombre
de mesures pour effectuer une moyenne, provoquant
un ralentissement du temps de réponse. Le S-CCD avec CCD
bidimensionnel a résolu le problème en divisant le point de
mesure en 60 lignes de mesure plus détaillées. L’appareil
procède à la moyenne de la valeur de chaque pixel pour générer
une valeur de sortie fiable et sans influence de facteurs instables
générés par les surfaces de l’objet. Le Z300 est ainsi capable de
procéder à des traitements rapides et des détections stables.
Le CCD fait la différence pour mesurer
les objets transparents.
Détecteur PSD
Un détecteur PSD utilisant
la réflexion diffuse est
virtuellement empêché
de procéder aux mesures
en raison de la répartition
de réflexion insuffisante des
surfaces. Par ailleurs, un détecteur utilisant une méthode de réflexion de miroir
subit la lumière de réflexion
par le bas ou par l’arrière de
l’objet, pouvant fausser ainsi
la position cible et empêchant une mesure précise.
Capteur CCD
L’utilisation d’un CCD
avec une méthode
de réflexion de miroir est
une solution possible.
Il est capable d’occulter
la lumière reflétée hors de
la surface de la cible. Une
mesure précise d’un objet
transparent est possible
sans être influencée par
la lumière reflétée provenant du bas ou de l’arrière
de l’objet.
Sortie PSD
(position de la lumière
réfléchie sortie par le PSD)
Réflexions
du bas
PSD
Réflexions des surfaces
Réflexions
du bas
CCD
Réflexion
Réflexion
Position
Lentille du récepteur
Objet transparent
Réflexions
des surfaces
Position
Lentille du récepteur
Objet transparent
Détection
des réflexions
des surfaces
B-32Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
Page 3
Surveillance lors de la mesure de l'objet.
Il est possible d’enregistrer et de relire ensuite des données de mesure.
Un affichage avec des couleurs claires est un autre avantage du Z300 (lorsqu'il est relié à un moniteur couleur). Une surveillance
à chaque étape cruciale, test, réglage, fonctionnement ou maintenance y compris, facilite énormément des mesures efficaces et justes.
Surveillance en temps réel
Surveillance numériqueSurveillance d’imageAnalyseur de tendance
Z300
La valeur mesurée s'affiche. L'utilisation de deux couleurs,
vert pour le jugement « Pass » et rouge pour « High / Low »,
permet d’améliorer la lecture des résultats des mesures.
Affiche la position du point de mesure et l'intensité
de la lumière réfléchie.
Contrôle en général si la mesure est optimale.
Surveillance pendant un enregistrement ou une lecture de données
Mode testLes conditions lors du mode Test
peuvent être enregistrées et relues.
Il est possible d'enregistrer un nombre défini de données de mesure pour effectuer un test avec un objet.
Il est possible d'enregistrer les données obtenues hors
ligne à des fins de référence pour des mesures réelles
en ligne.
Les valeurs de mesure continue pendant une certaine
période s'affichent dans l'ordre chronologique. Il est
possible de contrôler en une seule fois les modifications des valeurs de mesures d’un objet en mouvement ou tournant.
Le jugement NG (High / Low)
est enregistré et relu.
Il est possible d'enregistrer jusqu'à 20 données NG en
ligne (notamment données de mesure et condition de
lumière réfléchie) pour un test sur pièce ou pour la
résolution de problèmes.
B-33Z300
Page 4
Les menus interactifs offrent une large palette de fonctions de mesure.
Menu Application
La configuration des méthodes de mesure est simple grâce à ce menu.
Suivez les instructions qui s’affichent à l’écran.
Déplacement des surfacesDéplacement du spotHauteur maximale
Différence de niveau
Différence de niveau (2 détecteurs)
Epaisseur (2 détecteurs)
Rainure/dentelure
Epaisseur d'un objet transparent
Menu Expert
Le menu Expert permet d'effectuer des mesures plus évoluées. Il est possible de programmer les conditions de réglage détaillées
via ce menu.
Les fonctions de maintien avancées permettent d'élargir le champ d'application.
Grâce aux fonctions de maintien discrètes du contrôleur, le Z300 offre un grand nombre de fonctions de déclenchement
(temporisation des mesures), ce qui permet d'effectuer facilement des applications difficiles.
Fonctions de maintien
Maintien d'un échantillon
Maintien du pic (bas)
Maintien crête à crête
Valeur
de déplacement
Déclenchement
de mesure
Valeur
de déplacement
Direction / Temps
Valeur
Valeur
de déplacement
Déclenchement
de mesure
de déplacement
Valeur inférieure
Valeur de crête
Maintien de la moyenneMaintien de longueur
Valeur moyenne
Valeur
Quantité moyenne
de déplacement
Déclenchement
de mesure
de déplacement
Direction /
Temps
Valeur
de déplacement
Déclenchement
de mesure
Valeur
de déplacement
Fonction de déclenchement sélectionnable
Valeur
Valeur
de déplacement
Fonction
de déclenchement
optionnel
Echantillonnage
de déplacement
Crête à crêteCrête
Direction /
Temps
Valeur
Direction / Temps
Longueur
Direction / Temps
Valeur
de déplacement
Déclenchement
de mesure
de déplacement
Crête à crête
Direction / Temps
Il est possible de configurer le déclenchement de mesure
avec le contrôleur pour un temps de mesure donné.
Déclenchement
de mesure
B-34Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
Page 5
Application
Mesure de l’épaisseur d’un film transparent
Mesure de l’épaisseur d’une feuille
Mesure de la position d’une électrode dans le module d’affichage
Z300
Mesure de déformations dans du plastique transparent
Contrôle d’uniformité de la surface d’un disque dur
Mesure de l'épaisseur d'un pneu ou de caoutchouc noir
Mesure du profil pour la commande de robot de soudure
Mesure de meulage d'une pierre à meuler
B-35Z300
Page 6
Configuration du système
Contrôleur de capteur linéaire
K3AS
Alimentation
Contrôleur
Z300-VC10EV3
Z300-VC15EV3
Câble d'extension du détecteur
Z309-SC1R (câble de
1,5 m, 3 m, 6 m, 8 m,
13 m ou 18 m)
Capteur synch.
Console
Z300-KP
(longueur du câble : 2 m)
Automate programmable
Câble de moniteur
F150-VM (câble de 2 m)
Prise BNC
(fournie avec F150-VM)
Moniteur
Moniteur à cristaux liquides
F150-M05L (entrée de broche)
Capteur
Z300-S2T
Z300-S5T
Z300-S10
Z300-S60
(il est possible de relier
jusqu'à 2 capteurs)
Informations pour la commande
RéférenceRemarques
Z300-S2T
Capteur
Contrôleur
ConsoleZ300-KP
Moniteur à cristaux liquidesF150-M05L
Câble d'extension du détecteur Z309-SC1R (voir remarque) Longueur de câble : 1,5 m, 3 m, 6 m, 8 m, 13 m ou 18 m
Câble de moniteurF150-VM
Remarque : Veuillez indiquer la longueur de câble voulue à la commande.
Caractéristiques
de température
(voir remarque 11)
Classe
de protection
Luminosité
ambiante
de fonctionnement
Température
ambiante
Humidité ambiante Fonctionnement et stockage : 35 à 85 % (sans condensation)
Résistance
Résistance à l’environnement
aux vibrations
Matériaux
Longueur de câble2 m50 cm
Rayon de courbure mini. 68 mm
Poids
Accessoires3 noyaux en ferrite, étiquettes d’avertissement sur le laser (en anglais)
±5,2 mm
Laser à semi-conducteur visible
(longueur d'onde : 650 nm,
1 mW max., classe 2)
×
20 µm
(distance au centre de la mesure)
* Zone de mesure
±0,05 % P.E.
(voir remarque 2)
0,4 µm
(voir remarques 5 et 6)
540 µs
S’allume lorsqu’un objet est proche du centre de mesure ou proche d’un côté du centre de mesure et dans la zone de mesure.
Clignote lorsqu’un objet se trouve hors de la zone de mesure ou lorsque la densité est excessive ou insuffisante.
S’allume lorsqu’un objet est proche du centre de mesure ou loin du centre de mesure et dans la zone de mesure.
Clignote lorsqu’un objet se trouve hors de la zone de mesure ou lorsque la densité est excessive ou insuffisante.
±0,01 % P.E. /
IEC IP64IEC IP67IEC IP66
Luminosité sur les surfaces de réception de la lumière : 3 000 lx
Fonctionnement : 0 à +50
10 à 150 Hz (amplitude double : 0,35 mm) pendant 8 min dans chacune des directions X, Y et Z
Unité : aluminium moulé ; gaine du câble’ : en vinyle chloré résistant à la chaleur
Connecteur : alliage de zinc et laiton
600 g env.
(Unité : 350 g env.)
(avec capot
de faisceau :
16 mm)
300 µm (200 µm*) TYP
±0,05 % P.E.
(voir remarque 3)
°
C
°
C, stockage : –15 à +60 °C (sans condensation, ni givrage)
±50 mm±44 mm±100 mm±94 mm±600 mm
±350 mm
(P.E. 700 mm)
Laser à semi-
Laser à semi-conducteur visible
(longueur d'onde : 670 nm, 1 mW max., classe 2)
Remarque : 1 .Défini à 1 / e2 (13,5 %) de la densité au centre de la lumière. Il est possible qu’il y ait de la lumière hors de cette plage et il est possible que le résultat
de la mesure soit influencé si le facteur de réflexion de la lumière autour de l’objet est élevé par rapport à l’objet.
2 . Erreur en respectant la ligne théorique représentant la sortie déplacement pour la mesure des blocs SUS standard OMRON. La linéarité dépend
du type d’objet détecté.
3 . Erreur en respectant la ligne théorique représentant la sortie déplacement pour la mesure des verres en quartz standard OMRON. La linéarité
dépend du type d’objet détecté.
4 . Erreur en respectant la ligne théorique représentant la sortie déplacement pour la mesure de céramiques blanches aluminia standard OMRON.
La linéarité dépend du type d’objet détecté.
ex. Z300-S10
120 mm
Sortie numérique
80 mm
80 mm120 mm
5 . Valeur de conversion de déplacement pour sortie crête à crête de déplacement. Ces chiffres correspondent à des mesures de verre en quartz
standard OMRON (mode de réflexion miroir) ou de blocs SUS standard OMRON (réflexion directe) au centre de la mesure.
En présence de champs magnétiques il n’est peut-être pas possible de maintenir les caractéristiques de performance de résolution.
Ces chiffres sont utilisés lorsque le détecteur est raccordé au Z300-VC10EV3 / VC15EV3, le nombre moyen des mesures est 256 et on utilise une sortie
6.
RS-232C de commande M.
7 .Valeur de conversion de déplacement pour sortie crête à crête de déplacement (pour les mesures de céramiques blanches aluminia standard OMRON
au centre de la mesure).
Il n’est peut-être pas possible de maintenir les caractéristiques de performance de résolution en présence de champs magnétiques élevés.
8 . Avec Z300-VC10EV3 / VC15EV3 à un nombre moyen de mesure de 64.
9 . Avec Z300-VC10EV3 / VC15EV3 à un nombre moyen de mesure de 512.
10. Valeur de mesure avec 1 ligne (vitesse élevée) en mode CCD.
11. Valeur de mesure avec un espace libre entre le détecteur et l’objet (Z300-S5T / S10 / S60 : céramique d'alumine blanche ; Z300-S2T : verre
±0,1 % max.
Distance
en quartz) fixé sur un support en aluminium.
B-38Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
Page 9
Contrôleur : Z300-VC10EV3 / Z300-VC15EV3
Mode Mode VISUALMode NON-VISUAL
Nombre de capteurs
pouvant être connectés
Nombre de scènes161
Fonction de mémoire
d'images
Méthode de traitement Centre de gravité gris, centrage de bordCentrage de bord
Pré-traitement d’image
Moyenne / Filtrage
Fonction de suivi
de l’intensité lumineuse
Applications
Indication de la zone
Modes de mesure
de deux zones
Fonctions de maintien
Modes de mesure
à 2 capteurs
Performances
Données de mesure4 sorties par scène1 sortie
Equations
Sortie des résultatsSortie analogique
21
Images NG : 20 scènes maxi., images environnantes :
4 scènes maxi., images d’aff. de l’objet : 4 scènes maxi.
Elimination des parasites, lissageAucun
Nombre moyen de passages (12 étapes, 1 à 4 096 fois),
HPF (filtre passe-haut)
Automatique (il est possible de configurer la plage
de suivi de l’intensité lumineuse)
Fixe (sélectionner parmi 32 niveaux)
Choisissez l'une des 8 options suivantes :
déplacement de surface, déplacement de spot, hauteur
maxi., rainure / dentelure, différence de niveau, épaisseur d’objet transparent, différence de niveau (2 capteurs) ou épaisseur (2 capteurs).
Indication de la zone du faisceau linéaire et de la direction
de déplacement possible.
Mode de coordonnées absolues et mode de coordonnées relatives
Echantillonnage, crête, bas, crête à crête, moyenne
et longueur
Mesure simultanée
et mesure alternative
Les opérations suivantes sont possibles pour les sorties
0 à 3 :
K+A, K-A, K+(A+B), K+(A-B) et K-(A+B)
A et B : points de mesure spécifiés
K : constante neutre
Sortie de jugement (HIGH, PASS, LOW, ERROR)
Sortie RS-232C
Sortie de bornier
Sortie de valeur de mesure (valeur de mesure)
Sortie RS-232C
Sortie de bornier
Sortie analogique
Nombre moyen de passages
LENT : 64 fois ; RAPIDE : 1 fois)
Automatique (il n’est pas possible de configurer
la plage de suivi de l’intensité lumineuse)
Fixe (sélectionner HIGH ou LOW).
——
——
——
——
——
——
——
Z300
11 points d’entrée : TRIGGER, HOLD-RESET, LD-OFF,
Bornier
21 points de sortie : DO0
Type entrée / sortie
Interface du moniteur1 canal (pour prise jack ou moniteur overscan)——
Résolution de sortie
analogique
Remarque : Pour une mesure à un nombre moyen de passage de 64 avec le contrôleur de capteur linéaire K3AS OMRON connecté.
Z300-VC10EV3 : NPN
Z300-VC15EV3 : PNP
Il est possible de diviser la pleine échelle de sortie en 40 000 niveaux maxi.
Résolution (voir remarque)* 0,25 mV (±5 V), 0,4 µA (4 à 20 mA)
ALL-ZERO
et DI 0 à DI 3
, ZERO0, ZERO1, RESET
à DO20
LD-OFF
B-39Z300
Page 10
Mode Mode VISUALMode NON-VISUAL
Tension d’alimentation 21,6 à 26,4 Vc.c. (ondulation comprise)
Consommation
Résistance
d'isolement
Rigidité diélectrique
Courant de fuite10 mA max.
Résistance au bruit1 500 Vp-p ; Largeur d'impulsion : 0,1 µs / 1 µs ; Front montant : impulsion de 1-ns
Résistance
aux vibrations
Résistance aux chocs 200 m / s2 3 fois, dans chacune des 6 directions
Température ambiante
Humidité ambianteFonctionnement et stockage : 35 à 85 % (sans condensation)
Environnement ambiant
TerreMettre la borne de masse du Z300 à moins de 100 Ω
Caractéristiques techniques générales
Classe de protectionIEC60529 IP20 (dans un panneau)
Matériau du boîtierContrôleur : ABS
Poids (avec emballage)
Accessoires2 manuels, 1 résistance (250 Ω, 1 / 2 W)
1 mA maxi. (2 détecteurs connectés)
20 MΩ min. entre toutes les bornes c.c. externes et la borne GR
(mégohmmètre de 100 Vc.c., sans parasurtenseur interne)
1 000 Vc.a., 50 / 60 Hz entre toutes les bornes c.c. externes et la borne GR
(sans parasurtenseur interne)
10 à 150 Hz (amplitude double : 0,1 mm) pendant 8 min dans chacune des directions X, Y et Z
Fonctionnement : 0 à +50 °C, stockage : –15 à +60 °C (sans condensation, ni givrage)
Sans gaz corrosif
1 300 g env. (Unité : 700 g env.)
Moniteur
Moniteur
ModèleF150-M05L
Taille
Type
Résolution
Signal d'entrée
Tension d’alimentation
Consommation
Température ambiante
Humidité ambiante
Poids (avec emballage)870 g env. (Unité : 610 g env.)
Accessoires
5,5 pouces
LCD couleur TFT
320 × 240 points
NTSC vidéo composite (1,0 V / 75 Ω)
20,4 à 26,4 Vc.c.
Environ 700 mA
Fonctionnement : 0 °C à +50 ° C, Stockage : –25 ° C à +65 ° C (sans givrage ni condensation)
Fonctionnement et stockage : 35 à 85 % (sans condensation)
Manuel, 4 étriers de montage
Moniteur à cristaux liquides
B-40Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
Page 11
Sécurité laser
Les têtes de capteurs Z300-S2T, Z300-Z5T et Z300-S10
répondent à la classe 2 des produits laser selon la norme
EN60825-1 (IEC 60825-1) et la classe II des produits laser
selon la norme FDA (21 CFR1040.10) (voir remarque).
La tête de capteur Z300-S60 est un produit laser des classes
3B et IIIB. Les produits de la série Z300 sont conçus pour être
intégrés à un équipement final. Accordez une attention particulière aux précautions suivantes afin de garantir la sécurité
d'utilisation du produit :
Remarque : Europe : classe 2 et classe 3B de la norme EN 60825-1 : 1994
Longueur
d'onde
Puissance
maxi.
Classe23B
Durée
de l'impulsion maxi.
Période0,5 à 10 ms0,5 à 25 ms
= IEC60825-1 : 1993
Aux U.S.A. : classe II et classe IIIB de la FDA (21 CFR1040.10)
Z300-S2T Z300-S5T Z300-S10Z300-S60
650 nm670 nm658 nm
1 mW maxi.
7 ms17,5 ms
15 mW maxi.
(1)
Utilisez ce produit comme indiqué dans le manuel d'utilisation.
Sinon, vous risquez d'être exposé à des rayons laser
dangereux.
(2)
La série de produits Z300 émet des faisceaux laser visibles
à l'œil nu. N’exposez pas vos yeux directement au faisceau
laser. Vérifiez que le faisceau laser est capté par le récepteur. Si un miroir ou une surface réfléchissante se trouve
dans la ligne du faisceau laser, vérifiez que le récepteur est
placé de manière à capter le reflet du faisceau.
Si vous devez utiliser l'unité alors que le faisceau laser n’est
pas capté par un récepteur, placez le faisceau à une hauteur
différente de celle des yeux.
(3) Pour éviter toute exposition à des rayons laser dangereux,
ne déplacez pas et ne retirez pas le boîtier protecteur pendant l'utilisation, la maintenance et toute autre opération
d'entretien.
(4) L'utilisateur doit renvoyer le produit à OMRON pour toute
réparation et entretien.
(5) Pour les pays hors Europe et Etats-Unis, respectez
la législation nationale en vigueur.
Z300
Précautions
Temps de chauffe
Patienter 30 minutes après la mise sous tension de l'appareil
avant de l'utiliser. Les circuits ne sont pas assez stables dès la
mise sous tension, les mesures risquent donc d’être faussées.
B-41Z300
Page 12
Dimensions (Unité : mm)
Capteur
Z300-S2T
Z300-S5T
Récepteur
Lumière
26,4
12
Emetteur
Plan de référence
3
3,5
Moniteur
Axe d'émission
Centre
de mesure
Axe du récepteur
Centre de mesure
32
56,5
Axe d'émission
Plan de référence
Axe
optique
Axe du
récepteur
Axe optique
18
50
4
25
30˚
12
20
16
(4)
4
Câble rond enrobé de PVC,
diamètre de 6,8 mm
Longueur standard : 2 m
80
70
9,5
16,4
18,1
65
57
25˚
˚
25
Plan de référence
Trois trous de 4,5 mm de dia.
20
36
25
100
69
Deux trous de 4,5 mm de dia.
4
65
20
Voyants de fonctionnement
8
4,5 mm de dia.
(15)
Voyants de fonctionnement
Connecteur
4
17 mm de dia.
20
6,5
Z300-S10
Plan de référence
Câble rond enrobé de PVC,
6,8 mm de dia.
Longueur standard : 2 m
Axe
optique
100
Centre de mesure
Axe d'émission
25˚
Axe du
récepteur
Plan de référence
Câble rond enrobé de PVC,
6,8 mm de dia.
Longueur standard : 2 m
Connecteur
Plan de référence
18
80
4
16,4
25
70
9,5
36
Trois trous de 4,5 mm de dia.
Voyants de fonctionnement
25
100
69
Connecteur
8
4,5 mm de dia.
(15)
B-42Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
Page 13
Z300-S60
Axe
optique
600
Axe du
récepteur
19
5
R2
Plan de référence
75
65
2847
6-R1
38
45 ±0,1
65 ±0,1
(0,5:1)
Voyants de fonctionnement
Trois trous M4
8
21 mm de dia.
9,5
Contrôleur
Z300-VC10EV3
Z300-VC15EV3
Centre
de mesure
7˚
Axe
d'émission
Plan de
référence
16,4
Câble rond enrobé de PVC,
6,8 mm de dia.
Longueur standard : 500 mm
Connecteur
12,5 mm de dia.
102
120
4525
57
2
(5)
Connecteur
88,75
Z300
142,6
195
Voyants
90
110
100
4,1
8
50
(66,5)
10
185
ConsoleMoniteur LCD
Z300-KP
12 mm de dia.
2 000
50
ESC TRIG ENT
SHIFT
Z300-KP
CONSOLE
23
131,5
87
10
5
12,5
F150-M05L
Dimensions d'ouverture du panneau
10
POWER
SYNC
(100)
185
174
Quatre,
trous de 4,5 de dia.
Epaisseur de la plaque de montage :
1,6 à 4,8
(46 maxi.)
143
(5,5)
42,2
(145)
132
Câble de moniteur (F150-VM)
Tolérance: ±1 mm
Les dimensions entre parenthèses
sont des valeurs de référence.
+0,5 mm
175,5
0
Etrier de fixation
(155)
50 min.
+0,5 mm
133,5
0
B-43Z300
Page 14
TOUTES LES DIMENSIONS INDIQUEES SONT EN MILLIMETRES.
Pour convertir les millimètres en pouces, multipliez par 0,03937. Pour convertir les grammes en onces, multipliez par 0,03527.
Cat. No. Q01E-FR-02
B-44Capteurs de déplacement / Capteurs de mesure des largeurs
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