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DER KONSTRUKTEUR 5/2017

DER KONSTRUKTEUR 5/2017

SPECIAL SENSORTECHNIK

SPECIAL SENSORTECHNIK VON PUNKTEN UND LINIEN IN ROT UND BLAU Der Winkel ist der Schlüssel. Beim Messverfahren der Laser-Triangulation gibt er Aufschluss über den Abstand. So werden Verfahrwege, Maschinenpositionen und produzierte Bauteile vermessen und deren Messpunkte schnell, hochpräzise und sicher aufgenommen. Da gibt es aber noch Entscheidungen, die zu treffen sind: Laser-Punkt-Sensoren oder Laserscanner, rotes oder blaues Licht. Mit dem Triangulationsprinzip werden Abstände berührungslos gegen ein breites Spektrum von Materialoberflächen gemessen. Dabei kommen verschiedene Messverfahren zum Einsatz: Die Messung von Weg, Abstand und Position per Laser-Punkt und die Profil- und Spaltmessung per Laser-Linie. Mögen die Verfahren auch unterschiedlich sein: Präzision, Schnelligkeit und Zuverlässigkeit vereinen sie. PUNKT Das Messprinzip der Laser-Triangulation basiert auf einer einfachen geometrischen Beziehung: Eine Laserdiode emittiert einen Laserstrahl, der auf das Messobjekt gerichtet ist. Die reflektierte Strahlung wird über eine Optik auf einer CCD-/CMOS-Zeile abgebildet. Der Abstand zum Messobjekt kann über eine Dreiecksbeziehung zwischen Laserdiode, Messpunkt auf dem Objekt und Abbild auf der CCD-Zeile bestimmt werden. Die Messauflösung reicht bis in den Bruchteil eines Mikrometers. Neben analogen stehen digitale Schnittstellen zur direkten Anbindung in bestehende Umgebungen zur Verfügung. Die Sensoren mit digitalen Schnittstellen sind über einen externen PC konfigurierbar. Laseroptische Wegsensoren messen aus großem Abstand zum Messobjekt mit einem sehr kleinen Lichtfleck, der Messungen von kleinsten Teilen ermöglicht. Das berührungslose Prinzip sorgt für verschleißfreie Messungen, da die Sensoren keinem physischen Kontakt zum Messobjekt unterliegen. Der große Messabstand wiederum erlaubt Messungen gegen kritische Oberflächen, wie z. B. heiße Metalle. Darüber hinaus ist das Prinzip der Laser-Triangulation ideal für sehr schnelle Messungen mit hoher Genauigkeit und Auflösung. Ein Beispiel, bei dem schnelle und höchste Präzision auf kleinstem Raum gefordert ist, sind Bestückungsautomaten. Hier können die Laser-Punkt-Sensoren ihre Vorteile ausspielen, wenn es um die Qualitätskontrolle der winzigen Bauteile und ihrer IC-Beinchen geht. Der schnelle Wechsel von glänzender zu matter Oberfläche ist für den Laser-Sensor „optoNCDT 1420“ kein Problem. Die Auto- Target-Compensation (ATC) sorgt für eine schnelle Ausregelung von unterschiedlichen Reflexionen und erlaubt einen glatten Verlauf des Abstandssignals. Neben der Elektronikproduktion kommen die Laser-Sensoren unter anderem in der Verpackungsindustrie, Holzindustrie, Logistik, Medizintechnik, Lasergravieranlagen und der Qualitätssicherung zum Einsatz. Autor: Erich Winkler, MICRO-EPSILON MESSTECHNIK GmbH & Co. KG, Ortenburg 42 DER KONSTRUKTEUR 5/2017

LINIE In der industriellen Fertigung wird neben der Prüfung eindimensionaler Größen auch die mehrdimensionale Qualitätskontrolle nachgefragt. Für Anwendungen zur Profil- und Konturmessung kommen vermehrt Laser-Profil-Scanner zum Einsatz. Ihre Arbeitsweise basiert auf dem Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung. Sie erfassen, messen und bewerten Profile auf unterschiedlichsten Objektoberflächen. Auf dem Messobjekt wird, durch Aufweitung über eine Spezialoptik, statt eines Punktes eine statische Laserlinie abgebildet. Das Licht der Laserlinie, das nun diffus reflektiert wird, wird durch eine Empfangsoptik erfasst, die es auf einer hochempfindlichen Sensormatrix abbildet. Der Controller berechnet aus diesem Matrixbild neben den Abstandsinformationen (z-Achse) auch die Position entlang der Laserlinie (x-Achse). Diese Messwerte werden dann in einem sensorfesten, zweidimensionalen Koordinatensystem ausgegeben. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors können somit auch 3D-Messwerte ermittelt werden. Laser-Scanner besitzen eine integrierte, hoch empfindliche Empfangsmatrix. Sie ermöglicht Messungen auf fast allen industriellen Materialien weitestgehend unabhängig von der Oberflächenreflexion. Eine typische Anwendung ist die Prüfung von Kleberaupen in Smartphone-Gehäusen oder Logos von Tablets oder Laptops. FEHLERFREI VORKONFEKTIONIERT MOBILHYDRAULIK-STECKVERBINDER MSC – Murrelektronik SuperSeal Connector Zu 100 Prozent steckkompatibel zur SuperSeal-Serie Umspritzt für höchste Dichtigkeit und Vibrationsbeständigkeit Kleinste Baumaße, integrierter Wellschlauchanschluss ROT UND BLAU Laser-Profil-Scanner arbeiten mit roter oder neuerdings auch mit blauer Laserlinie. Bei diesen optischen Standardsensoren wurde zunächst stets ein roter Laser eingesetzt. Die Empfangselemente wiesen hier die höchste Empfindlichkeit auf. Bei vielen Anwendungen liefert der 01 Aufbau eines Laser-Punkt-Sensors 02 Die Laser-Punkt-Sensoren messen kleinste Details, beispielsweise bei der Prüfung der Koplanarität von IC-Beinchen in Bestückungsautomaten 01 SuperSeal 02 murrelektronik.de

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