Micro-Epsilon optoNCDT1700-750BL: Präzise Messtechnik für jedes Element

Dipl.-Phys. Johann Salzberger Geschäftsführer Marketing und Vertrieb Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co.KG

„„Die präzise Messung in automatisierten Abläufen wird immer mehr gefordert. Hier setzen sich die optischen Messverfahren zunehmend durch. Sie können dimensional vermessen, sind in der Messpunktaufnahme um ein Vielfaches schneller und die Messdaten stehen in der Regel in Echtzeit digital zur Verfügung. Dies ermöglicht eine automatische Korrektur und Regelung in laufenden Prozessen mit dem Ziel, keine ›Schlechtteile‹ mehr zu produzieren. Die automatisierten Abläufe lassen sich zuverlässiger, genauer und kostengünstiger zu realisieren“. “

Stahlprofile auf Maßhaltigkeit prüfen bei 1200° C

In einem Profilwalzwerk werden Formstähle im Reversierbetrieb gewalzt. Dafür müssen die Rohblöcke auf die Walztemperatur von ca. 1200° C gebracht werden. Nachdem die noch heißen Stäbe das letzte Waltgerüst verlassen haben, werden ihre Maße geprüft: Die Stabmitte wird bei Materialgeschwindigkeit bis zu 10 m/s vermessen. Normalerweise werden für solche Aufgaben die Standard Laser-Trinagulationssensoren eingesetzt: Sie messen berührungslos, verschleißfrei und nahezu oberflächenunabhängig, haben einen kleinen Messfleck für kleinste Teile und liefern präzise Ergebnisse auch bei schnellen Prozessen. Doch die Walzstäbe haben eine Temperatur von über 1000° C. Die Eigenstrahlung des glühenden Objekts kann die Messergebnisse stark beeinflussen.

Die geeignete Lösung bietet die Blue Laser-Technologie. Der Triangulationssensor optoNCDT1700-750BL mit blauer Laserdiode misst sicher auch auf glühenden Objekten. Seine optischen Filter sind auf das ultraviolette Farbspektrum abgestimmt und blenden die Eigenstrahlung der glühenden Stahlprofile aus. Durch die hohe Auflösung kann eine fehlerfreie Oberfläche kontinuierlich nachgewiesen werden. Der große Messbereich erspart aufwendiges Anpassen des Sensors auf neue Walzprodukte – alle Profilhöhen werden mit einem Sensor abgedeckt. Blue-Laser-Sensoren der Serie optoNCDT 1700BL wurden für die schnelle Wegmessung konzipiert. Auch bei Messungen auf organische Stoffe (Holz, Haut etc.) trägt der blaue Laser zur hohen Präzision bei. Durch den kurzwelligen blau-violetten Laser dringt das Licht nicht in das Messobjekt ein und weist eine deutlich bessere Stabilität auf.

Messen eines Flüssigkeitspegels im Ex-gefährdetem Bereich

In der Kondensatorenproduktion müssen Rohlinge in eine Wanne mit Lösungsmittel exakt nach den Vorgaben. Dafür muss der Flüssigkeitspegel in einer definierten Höhe gehalten werden. Herkömmliche Laser-Triangulationssensoren erfordern für diese Messaufgabe einen komplizierten Systemaufbau und müssen aufwendig justiert werden.

Wellenbewegungen würden das Messsignal unterbrechen, für weitere Auswertungen wäre es nicht mehr zu verwenden. Um diese Defizite zu kompensieren, wird ein konfokal-chromatischer Wegsensor der Serie confocalDT eingesetzt. Er zeichnet sich durch höchste Präzision: bei einem Messbereich von 24 mm beträgt die Genauigkeit im beschrieben Beispiel 10 µm. Das System misst auf die direkt reflektierende Oberfläche des Lösungsmittels. Die explosionsgefährlichen Dämpfe werden durch den in einem Leerrohr mit Dichtring geführten Sensor und einem O-Ring an der Optik abgehalten. Zusätzlich wird das Leerrohr extern konstant beheizt, um eine Kondensbildung an der Optik zu vermeiden. Somit wird sichergestellt, dass durch eine exakt definierte Tauchtiefe die einzelnen Bauteile den definierten Qualitätskriterien – wie beispielsweise Haltbarkeit oder Kurzschlusssicherheit – entsprechen.

Photovoltaik-Thermografie aus der Luft

Beschädigungen einer Solarzelle können die Leistung der ganzen Photovoltaikanlage beeinflussen. Prädestiniert für die vorbeugende Wartung von Photovoltaik-Anlagen und deren Solarzellen ist die Thermografie. Anhand von erkennbaren Temperaturunterschieden können elektrische und mechanische Fehler, installations- und verarbeitungsbedingte Defekte erkannt werden. Für die vorbeugende Wartung von großen Photovoltaikfeldern, Anlagen in schwer zugänglichen Stellen (z. B. auf den Dächern) und für besonders schnelle Analyse eignet sich die Thermografie mit Multicopter. Dies ist aber nicht mit jeder Wärmebildkamera möglich. Die Voraussetzungen für den Einsatz einer IR-Kamera im Flugbetrieb sind zum einen das geringe Gewicht, zum anderen eine autarke Steuerung und nicht zuletzt eine ausreichende Auflösung der Kamera, um qualitativ hochwertige IR-Aufnahmen realisieren zu können.

Die ultra leichte Infrarotkamera thermoIMAGER TIM LightWeight wurde speziell für den Einsatz auf den Multicoptern entwickelt. Das System besteht aus einer 350 Gramm leichten Wärmebildkamera und einem industriellen Mini-PC. Die Videoaufnahme kann unmittelbar über einen Knopf am Kameragehäuse gestartet werden. Die Aufnahme erfolgt auf eine microSD-Speicherkarte im Mini-PC. Die verwendete hochauflösende Infrarotkamera weist eine optische Auflösung von 382x288 Pixel, mit bis zu 40 mK thermischer Auflösung auf.

Qualität in der Eisenbahnschwellenproduktion sichern

Die Spannbetonproduktion zeichnet sich durch aggressiven Staub und große Temperaturschwankungen aus. Ein Messsystem, das in dieser Umgebung arbeitet, muss robust sein, eine hohe Messpräzision realisieren und eine sehr hohe Messgeschwindigkeit haben. So werden zur Qualitätsprüfung von Gleisschwellen in der Linie mehrere 3D-Vermessungsanlagen mit optischen Sensoren eingesetzt. 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. Eine spezielle Software setzt die Daten live zu einem 3D-Bild zusammen und ermittelt die spezifizierten Messwerte. Die Messdaten der Schwellen werden der jeweiligen Metallform zugeordnet und in der Datenbank mit Angaben zu Schwellentyp, Formnummer und Datum gespeichert. Zum Schutz vor rauen Produktionsbedingungen sind die Laser-Profil-Sensoren in einem splitterfesten Gehäuse untergebracht. Zusätzlich überwachen berührungslose Temperatursensoren thermoMETER CSmi die Oberflächentemperatur der Gleisschwellen in der gesamten Produktion. Die Messanlagen realisieren eine 100 % Qualitätskontrolle in der Linie, minimieren die Produktionsverluste und können für die laufende Dokumentation der Messwerte verwendet werden.