Die gegenwärtigen Industrieprozesse stellen hohe Anforderungen an die optische Messtechnologie. Neben der zunehmenden Geschwindigkeit und möglichst einfachen Integration in den Prozess, stellen die rauen Bedingungen einen zusätzlichen Schwierigkeitsgrad dar. Im Weiteren präsentiert der Sensorik-Spezialist Micro-Epsilon technische Entwicklungen für verschiedenste Industriebereiche.
In einem Profilwalzwerk werden Formstähle im Reversierbetrieb gewalzt: der Profilstab wird in mehreren "Stichen" vor- und rückwärts durch die Walzen geführt. Dafür müssen die Rohblöcke auf die Walztemperatur von ca. 1200 °C gebracht werden. Im Walzbetrieb stehen drei Gruppen von Walzgerüsten zur Verfügung: ein Vorgerüst, an das sich eine Schopfsäge anschließt, eine Tandem-Zwischengruppe und eine Fertiggruppe. Nachdem die noch heißen Walzstäbe die letzte Station - das Fertiggerüst - verlassen haben, prüft ein Profilmessgerät ihre Maße. Die Stabmitte wird bei Materialgeschwindigkeit bis zu 10 m/s vermessen. Normalerweise werden die Standard Laser-Trinagulationssensoren für solche Aufgaben eingesetzt: Sie messen berührungslos, verschleißfrei und nahezu oberflächenunabhängig, haben einen kleinen Messfleck für kleinste Teile, liefern präzise Ergebnisse auf bei schnellen Prozessen. Doch die zumessenden Walzstäbe haben eine Temperatur von über 1000 °C. Die Eigenstrahlung des glühenden Objekts kann die Messergebnisse stark beeinflussen. Die geeignete Lösung bietet die neue Blue Laser-Technologie. Der Triangulationssensor optoNCDT1700-750BL mit blauer Laserdiode misst besonders sicher auf glühende Objekten. Seine auf das ultraviolette Farbspektrum abgestimmten optischen Filter blenden die Eigenstrahlung der glühenden Stahlprofile aus und minimieren den Messfehler. 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. Der optoNCDT1700-750BL verfügt über einen integrierten Controller. Blue Laser Sensoren der Serie optoNCDT 1700BL wurden konzipiert für die schnelle Messung von Weg, Abstand und Position. Auch bei Messungen auf organische Stoffe wie Funiere, Holz oder Haut 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 getaucht werden. Um eine konstante Qualität zu sichern, müssen die Rohlinge exakt nach den Vorgaben getaucht werden. Dafür muss der Flüssigkeitspegel in einer definierten Höhe gehalten werden. Herkömmliche Laser-Triangulationssensoren erfordern für diese Messaufgabe einen komplizierten Systemaufbau und mussen 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 zur Zerstörung des ganzen Moduls führen. Für die vorbeugende Wartung von Photovoltaikanlagen eignet sich besonders die Thermografie: Anhand von erkennbaren Temperaturunterschieden können elektrische und mechanische Fehler, installations- und verarbeitungsbedingte Defekte wie z.B. Kurzschluss, inaktive Zelle, Feuchtigkeit und mangelhafte Lötstellen zuverlässig erfasst werden. Über die regelmäßige Wartung kann die Thermografie wertvolle Informationen bei der Klärung von Gewährleitungsansprüchen liefern. Die Prüfung mit einer Infrarot-Kamera erfolgt berührungslos, zerstörungsfrei und aus sicherer Distanz. Die Voraussetzungen für den Einsatz einer IR-Kamera im Flugbetrieb sind allerdings vielfältig: zum einen ist es 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 thermische Auflösung, auf.
Qualität sichern in der Eisenbahnschwellenproduktion
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, miniemeiren die Produktionsverluste und können für die laufende Dokumentation der Messwerte verwendet werden.
