Erfassung der Abmessungen, Breite & Länge

Herkömmliche Prüfsysteme wie Messmikroskope eignen sich nicht als automatisierte Inline-Lösung, da der Prüfvorgang viel Zeit in Anspruch nimmt und diese Mikroskope sehr teuer sind. Um eine vollautomatische Inline-Prüfung der Substrate zu ermöglichen, werden daher 3D-Sensoren von Micro Epsilon eingesetzt.

Der hochpräzise 3D-Snapshot-Sensor surfaceCONTROL 3D 3510 misst direkt in der Produktionslinie auf die matte Oberfläche der Substrate. Der Arbeitsabstand beträgt dabei 120 bis 140 mm. Die aufgenommenen Messwerte werden im Sensor verrechnet und über die integrierte Gigabit Ethernet Schnittstelle an einen externen PC ausgegeben. Eine Weiterverarbeitung, Beurteilung und Protokollierung der 3D-Daten ist mit der leistungsstarken Software 3DInspect möglich.

Zur präzisen 3D-Vermessung von Schraubenfedern und anderen Bauteilen hat das Unternehmen Qsigma das Messsystem Spring Measurement System (SMS) entwickelt. Zum Einsatz kommt es unter anderem bei der Entwicklung von Prototypen und der 100%-Kontrolle von Serienteilen. Mit dem SMS erfolgen eine automatische Federerkennung, die Auswertung der Drahtkontur und die Ermittlung des Drahtdurchmessers, selbst wenn dieser starken Schwankungen unterliegt.

Der Sensor scanCONTROL 2950 besitzt ein großes Messfeld sowohl in Z- als auch in X-Richtung. Damit werden Federn bis zu einer Höhe von 70 cm und radial bis zu 30 cm äußerst schnell gescannt. Die breite Linie bei gleichzeitig hoher Punktdichte ermöglicht die präzise Auswertung des Drahtdurchmessers. 

Laser-Distanz-Sensoren von Micro-Epsilon erfassen kleinste Bewegungen der einzelnen Stahlbetonwände. Vier Sensoren vom Typ optoNCDT ILR2250-100 messen kontinuierlich, in einem Abstand von 10 bis 15 m, minimale Bewegungen der rauen Betonwände. Das robuste Gehäuse schützt die Sensoren vor Witterungseinflüssen. Über die analoge Schnittstelle (4 … 20 mA) wird der Messwert an eine SPS übermittelt. Somit lassen sich sowohl eine computergesteuerte Prozessüberwachung als auch eine lückenlose Dokumentation der Messwerte realisieren. Bei Überschreitung des Sollwertes wird ein Alarmsignal ausgegeben, die Energiezufuhr zu den Steinen wird in diesem Fall umgehend gestoppt. Fachpersonal untersucht zusätzlich die Betonwände auf mögliche Mängel.

Bei der Alufelgen Produktion ist höchste Qualität gefordert, damit im späteren Einsatz die nötige Laufruhe erreicht wird. Dafür werden Laser-Scanner der Serie scanCONTROL verwendet. Diese Sensoren kontrollieren in einen Prüfstand integriert die Felge auf geometrische Fehler. Damit wird eine 100% inline Qualitätskontrolle erreicht.

Um bei Abfüllern oder Brauereien eine schnelle und vollautomatische Prüfung von Leergut zu ermöglichen, werden Laser-Scanner von Micro-Epsilon eingesetzt. Die Micro-Epsilon Vertretung Tipteh hat für diese Anwendung eine Prüfanlage auf Basis von Laser-Linien-Triangulatoren konzipiert, die am Wareneingang der Kästen eingesetzt wird. Diese Inline-Konstruktion ist mit fünf Laser-Linien-Triangulatoren der Reihe scanCONTROL 2900-50 von Micro-Epsilon ausgestattet. Die Getränkekästen laufen auf einem Förderband unter den Scannern hindurch. Jeder Scanner vermisst dabei eine Flaschenreihe im Kasten. Die Anwesenheitskontrolle erfolgt bei Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 850 mm/s. Aus der jeweiligen Flaschenhöhe ermittelt der Scanner darüberhinaus, ob sich der richtige Flaschentyp im Kasten befindet. Die Höhe der Flaschen darf bei dieser Anwendung maximal 3 mm von der Sollhöhe des jeweiligen Typs abweichen.

Gegenüber einer Lösung mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen prüfen Laser-Scanner von Micro-Epsilon nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Höhe der Flaschen. Zudem lassen sich die Daten für nachfolgende Statistiken, Auswertungen oder Prozessoptimierungen protokollieren.

Eine gewollte oder ungewollte Ausdehnung eines Objekts ist immer mit einer Temperaturänderung verbunden. Dabei kann bereits eine Minimale Ausdehnung Prozesse in Gang setzen, oder diese verhindern. Zur Überwachung der Größenänderung stehen mehrere Produkt-Gruppen zur Verfügung. Ebenfalls häufig im Einsatz ist die Variante zur Temperaturmessung. Die berührungslosen Infrarot-Pyrometer und Wärmebildkameras bietet hier mehrere Möglichkeiten.

Micro-Epsilon Laser-Profil-Scanner vom Typ scanCONTROL sind dank ihrer hohen Genauigkeit, der kompakten Bauform und der universellen Einsatzmöglichkeiten für die Maschinenintegration und Automatisierung prädestiniert. Neben einem leistungsfähigen Laser-Profil-Scanner zur Erfassung der Bauteilgeometrie ist auch eine entsprechende Auswertesoftware im Einsatz. Das Unternehmen BCT GmbH aus Dortmund hat dazu die Softwarelösung OpenSCAN entwickelt, die in Kombination mit 3D-Scannern von Micro-Epsilon ein maschinenintegriertes Digitalisieren von Werkstücken ermöglicht. Bauteile werden direkt in der Bearbeitungsmaschine hinsichtlich Position und Form erfasst.

Wenn die Papierbahn nicht exakt in einer Linie durch das Glättwerk transportiert wird, drückt die beheizte Glättwalze direkt auf die Beschichtung der gegenüberliegenden Walze und beschädigt diese. Die Reparatur dieser speziellen Beschichtung oder gar die gesamte Walze auszutauschen bringt erhebliche Kosten mit sich, weshalb es zwingend notwendig ist die Position der Bahnkante zu kontrollieren. Dabei kommen Laser-Linien-Sensoren von Micro-Epsilon zum Einsatz, die die exakte Position der Bahnkante direkt an die Maschinensteuerung liefern. Durch die Messung beider Bahnkanten kann gleichzeitig die Bahnbreite bestimmt und an den nächsten Prozessschritt der Besäumung weitergegeben werden.

Für die Kontrolle der Fertigung am Ende der Produktion von Betonsteinen erfasst ein spezieller Prüfstand die Höhe der Steine auf mehreren Spuren. Je Spur misst ein Lasersensor optoNCDT 1750 senkrecht auf das Transportband. Die Steine auf dem Transportband durchlaufen den Laserstrahl des Sensors.

Im Auftrag namhafter Automobilhersteller betreibt das Institut für Dynamik und Schwingungen (TU Braunschweig) Untersuchungen an Bremsscheiben. Um den Verschleiß des Bremsbelages zu prüfen, werden Versuche durchgeführt. Die wechselnde Oberflächenstruktur (matt, glänzend, rau, glatt) stellt eine Herausforderung für den Messprozess dar. Im Versuch wird eine Bremsscheibe entsprechend der realen Fahrgeschwindigkeit von bis zu 100km/h rotiert. Der Bremsbelag wird an die Bremsscheibe mit bis zu 40 Bar  gepresst. Kraftaufnehmer überwachen die aufkommenden Kräfte in X/Y/Z Richtung. Anschließend wird die Bremsscheibe verspannt, im Raster von 1 Grad verdreht und vermessen. Ein Lasertriangulations-Wegsensor optoNCDT ILD 2300-10 erfasst die Topografie der Bremsscheibe.

Bei der Produktion von Kartoffelchips sind die Konsistenz, die Qualität und damit auch der Geschmack maßgeblich abhängig von der Dicke der verwendeten Kartoffelscheiben. Abhängig von den Prozessparametern und dem Zustand der verwendeten Werkzeuge, kann die Dicke geschnittener Scheiben sich im Laufe der Produktionszeit langsam aber stetig verändern. Daher ist es wichtig, die Dicke während der Produktion ständig zu überwachen. Hierfür werden die Sensoren scanCONTROL 2950-50/BL eingesetzt. Deren Laserlinie wird auf ein Förderband projiziert, an dem kontinuierlich Musterscheiben vorbeigeführt werden.

Für eine schnelle Teiledigitalisierung setzt die Firma Mabotic Laser-Scanner scanCONTROL in ihren Digitalisierungsanlagen ein. Der Scanner projiziert eine Laserlinie auf das darunterliegende Messobjekt und nimmt das Profil auf. Wird der Scanner an eine Linearachse montiert und über das Messobjekt traversiert, entsteht ein 3D-Bild des Messobjekts.

Das bei einem britschen Unternehmen entwickelte Gerät CD Express erfasst Umfang, Durchmesser und Ovalität von zylindrisch geformten Objekten. Die Messobjekte werden in das Messgerät gesteckt, worauf die Messung automatisch startet. Im Messgerät arbeitet eini optisches Mikrometer der Serie optoCONTROL 2500. Für diese Anwendung wurde die Software kundenspezifisch modifiziert, sodass jetzt die optoCONTROL die gesamte Steuerung des Messgeräts übernimmt.

Bei der Teileberarbeitung durch Werkzeugmaschinen müssen immer öfter Genauigkeiten von wenigen Mikrometer erreicht werden. Die Wärmeentwicklung bei der Bearbeitung und auch in der Werkzeugaufnahme ist dabei nicht unerheblich. Die thermische Ausdehnung der Spindel während der Bearbeitung kann die Genauigkeit soweit beeinflussen, dass das Werkstück den Anforderungen nicht mehr entspricht. Zur Kompensation der Ausdehnung der Werkzeugspindel wird das von Micro-Epsilon entwickelte SGS System eingesetzt. Mit dem auf Wirbelstrom basierenden System wird die Ausdehnung der Spindel erfasst und dadurch eine präzise Werkstückbearbeitung ermöglicht.

Um spätere Korrosion zu verhindern, ist ein durchgehender und fehlerfreier Korrosionsschutz im Lackierprozess das A und O. Dadurch, dass die Dicke des aufgetragenen Lackes an Graten nur sehr eingeschränkt bestimmbar ist, ist es von entscheidendem Vorteil, dass Grate bereits früh im Produktionsprozess, noch vor der Aufbringung des Korrosionsschutzes und der weiteren Lackschichten, erkannt und beseitigt werden.

Im Gegensatz zu stationären Lösungen, die eine stichprobenartige Prüfung erlauben, bietet Micro-Epsilon mit dem scanCONTROL 2910-10/BL ein Plug-and-Play-System, das mit der hohen Punktauflösung von etwa 8 µm entlang der Laserlinie die notwendige Präzision bietet, um Grate prozesssicher auch in der Inline-Messung zu erkennen.

Viele Gleichstromelektromotore arbeiten mit Kohlebürsten zur Stromübertragung. Um dabei die Schwingung während des Betriebes zu überwachen werden optoNCDT Lasersensoren verwendet. Sie messen berührungslos auf die Kohlebürsten und erfassen durch ihre hohe Grenzfrequenz auch hohe Drehzahlen des Motors.

Zur Vermessung verschiedenster Bauteile werden Koordinaten-Messmaschinen eingesetzt. Verschiedene Taster und Messgeräte erfassen dabei die Oberfläche des Bauteils in 3D. Für diesen Zweck sind Laser-Linienscanner bestens geeignet. Nach dem Triangulationsprinzip erfassen sie berührungslos und mikrometergenau die Ist-Oberfläche des Bauteils.

Zur Qualitätsprüfung von Gleisschwellen in der Linie setzt ein deutscher Spannbeton-Hersteller mehrere 3D-Vermessungsanlagen von InSystems Automation mit optischen Sensoren von Micro-Epsilon ein. Die Anlagen bestehen jeweils aus einer Portalkonstruktion, die an der Ausformstation über der Fördertechnik montiert ist. Zwei Laserprofilsensoren des Typs scanCONTROL LLT2800-100 verfahren auf den Achsen des Portals und tasten die Schwellen von oben ab.

Im Bereich des Röhrenhandels werden Aufträge über feste Rohrlängen eines bestimmten Rohrtyps vergeben. Die vorhandenen Röhren mit unterschiedlicher Länge werden zwecks Auftragsabwicklung aus dem Lager zu einem Vermessungstisch transportiert. Hier werden die Rohre nacheinander eingelegt und deren Teillängen mittels eines robusten Seilzugwegsensors aufsummiert. Der verfahrbare Anschlag des Tisches ist mit einer durch einen Federmotor vorgespannten Seilverlängerung des Sensors verbunden. Die Seilverlängerung im schmutzigen Bereich garantiert einen sauberen Seileinzug in den Sensor und somit eine lange Lebensdauer.

Rohrleitungen in Kraftwerken werden durch Druck und Temperatur bis zu ihren Grenzen beansprucht. Diese Belastungen führen zu Bewegungen der Rohre, die bis zu 1 m betragen können. Konstanthänger gleichen die Bewegungen aus und zeigen die Verschiebung auf einer Skala. Daran werden wireSENSORen eingesetzt, um die Messergebnisse an einen Leitstand zu melden. Besonders wichtig ist dabei die lange Lebensdauer der Sensoren.

In einer speziellen Anlage werden Rohre, Fittings und Muffen stichprobenartig auf ihre Maßhaltigkeit überprüft. Lasersensoren der Serie optoNCDT werden auf einer Platte montiert und rotieren um die Längsachse. Der Laserstrahl wird für die Messung durch einen Kippspiegel um 90° abgelenkt und trifft auf die Innenfläche des Rohrs. Im Differenzverfahren erstellt die Anlage ein detailiertes Dicken-Profil des Messobjekts.

Hohe Präzision bei der Metallbearbeitung ist nur mit hochwertigen Werkzeugen möglich. Daher werden Schneidplatten bei der Produktion Qualitätstests unterzogen. Um die Schneidkanten zu vermessen, hat das Unternehmen Benzing Feinwerktechnik GmbH einen einfachen, aber effizienten Messautomaten entwickelt, der diese Aufgabe übernimmt. Per Pneumatik wird ein optisches Mikrometer der Serie optoCONTROL über die Schneidplatte traversiert. Durch das Schattenwurfprinzip wird die Schneidkante vermessen. In der zugehörigen Auswertesoftware werden die wichtigen Daten der Messung dargestellt, so dass eine schnelle IO/NIO Entscheidung getroffen werden kann.

Bei Sektionaltoren kommt es wie bei Parket- oder Laminatböden zu einer Nut und Feder Verbindung einzelner Sektionen, nur dass diese vielfach geöffnet und geschlossen werden. Für eine dichte und dauerhaft flexible Verbindung ist die Einhaltung der Sollmaße von entscheidender Bedeutung. Gerade bei starken  Temperaturunterschieden kommt es bei ungenauen Maßen zu einem Verklemmen und/ oder schlechtem Sitz der Tore. Die Messung der Nut- und Federprofile ist wichtig für die Einhaltung der Fertigungsmaße.

Pyrometer von Micro-Epsilon ermöglichen die Überwachung schnell rotierender Objekte wie z.B. Softkalander bei der Papierherstellung. Das System überwacht permanent die schnell drehenden Walzen.

Hochleistungstablettenpressen werden mit schnell austauschbaren Matritzenscheibenpaketen ausgerüstet, um Reinigungs.- und Umrüstzeiten beim Einsatz neuer Presswerkzeuge zu minimieren. In der automatischen Produktion ist ein Höchstmaß an Präzision erforderlich um die Qualität jeder einzelnen Tablette zu sichern. In der Produktion durchlaufen die bis zu 47 Stempelpaare in kerisförmiger Anordnung die Druckstation und unterliegen auf Grund ihrer hohen Fertigungsrate einem gewissen Verschleiß. Hier kann ein Messautomat für die Stempelvermessung die optimale Pressqualität sichern.

Es müssen feinste Verschmutzungen und Grate an den Querbohrungen erkannt werden. Ebenfalls muss die Bodenfläche der Antriebswelle auf Gratfreiheit geprüft werden. Der Vorgang läuft im Schichtbetrieb vollautomatisiert, somit muss die Innenfläche der Antriebswelle auf einen Blick begutachtet werden, was mit einem Endoskop mit 100° Öffnungswinkel, einer sogenannten Fischaugen-Perspektive, perfekt funktioniert. Mit einer USB-Kamera werden an drei Stellen Fotos ausgelöst und gespeichert.

Hersteller in der Verpackungsindustrie stellen bezüglich ihrer Fertigungsqualität sehr hohe Anforderungen. Zur Stichprobenprüfung werden z.B. die Verpackungszuschnitte aus der Produktion definiert, in ein Vermessungssystem eingelegt und durch ein Düsensystem zur Planlage angesaugt. Ein berührungsloser Triangulationssensor scannt über die Oberfläche, um die Topographie des Kartons auszumessen und so Rilllinie, Kanten und die dazugehörigen Längen hochgenau zu bestimmen.

Zur vollautomatischen Prüfung der Maßhaltigkeit von Tafelblechen hat das Unternehmen Dimensionics den Messtisch Disionic Sheet Control entwickelt. Dieser arbeitet mit Laser-Profilsensoren von Micro-Epsilon. Die Sensoren messen Blechzuschnitte und überprüfen diese auf Breite, Länge, Winkel, Geradheit, Durchbiegung (konvex/konkav) sowie die Planarität der Blechkanten.

Es sind zwei Laser-Profilscanner der Serie scanCONTROL 3000 auf dem XY-Tisch montiert. Jeder Scanner hat einen Messbereich von 25 mm und wird über zwei Kanten in X- oder Y-Richtung der Bleche geführt. Dank der Blue-Laser-Technologie erreichen die Sensoren maximale Präzision und zuverlässige Ergebnisse auf den anspruchsvollen metallischen Oberflächen.