Mit seinen kompakten, kalibrierten Lichtschnittsensoren "Poscon" bietet Baumer ein einzigartiges Lösungsportfolio für die effiziente Vermessung von Objektgeometrien. Die Sensoren im Lichtschnittverfahren schließen die Lücke zwischen taktilen Sensorlösungen und aufwändiger 3 D-Messtechnik. Dank der Kombination aus technischer Funktionalität, schneller Inbetriebnahme und einfacher Handhabung bieten sie neue und effiziente Lösungsansätze in der Teileinspektion.

Inhalt

• Fortschreitende Digitalisierung und individualisierte Produkte
• Sensorkonzepte in der Teileinspektion
  • Kantenmessung in der Materialkontrolle
  • Höhenmessung selbst auf dunklen glänzenden Oberflächen
  • Runde Objekte ohne Reflektor vermessen

Fortschreitende Digitalisierung und individualisierte Produkte

Durch die fortschreitende Digitalisierung und den Trend zu individualisierten Produkten werden flexible, automatisierte Prüfverfahren in der Teileinspektion immer wichtiger. Es geht darum, ob gewisse Produktionsparameter innerhalb vorgegebener Grenzwerte liegen. Die Inspektion kann dabei durch die Entnahme der zu kontrollierenden Teile aus dem Produktionsprozess (At-Line/Off-Line) als auch kontinuierlich im Produktionsprozess selbst (In-Line) erfolgen. Die In-Line Methode ermöglicht im Gegensatz zu den beiden anderen Methoden eine kontinuierliche Prozesssteuerung, da Resultate sofort verwertet werden können.

Bei der Auswahl der Methoden steht der Anwender vor einer Fülle an Instrumenten wie individuell konfigurierten Sensorlösungen, taktilen Messmethoden, kompakten Bildverarbeitungssysteme oder 3D-Profilsensoren sowie leistungsfähigen Industriekameras mit PC basierten Bildverarbeitungsprogrammen. Sie alle liefern hochpräzise Messergebnisse, sind aber mit unterschiedlichem Aufwand und Kosten verbunden.

Sensorkonzepte in der Teileinspektion

Jede dieser Methoden hat seine Berechtigung. Der Kostendruck in der Produktion erfordert aber zunehmend einfache, flexible Lösungen zu attraktiven Preisen. Die neue Generation der Poscon Lichtschnitt-Sensoren wird diesen Anforderungen gerecht. Die Sensoren bieten komplexe Funktionen wie die Kanten- oder Höhenmessung in einem einfach zu bedienenden, kompakten Sensor. Die Sensoren funktionieren ohne Reflektor und lassen sich dank sichtbarer Laserline und einer optisch ausgerichteten Achse schnell in Betrieb nehmen.

Nach der Installation müssen dank der vordefinierten Messfunktionen nur noch wenige Parameter eingestellt werden – ohne externe Software. Die Ausgabe der Messwerte erfolgt in mm. Die Werte können direkt in der Steuerung weiterverarbeitet werden. Dank der intelligenten Auswertung können die Sensoren Formteile effizient vermessen sowie Werkzeuge oder Roboter präzise positionieren und es gibt eine Check+Sort-Funktionalität auf Basis von Schwellwertvergleichen.

Kantenmessung in der Materialkontrolle

Der Poscon 3D Sensor ist speziell auf die Vermessung von Objektkanten, Breiten und Lücken spezialisiert und eignet sich u. a. für den Einsatz in Materialzuführung oder Endkontrolle. Die Vermessung erfolgt unabhängig von Farbe, Oberflächen und Höhenschlag. Die Sensoren können in Relation zur Standardmontage bis zu ±30° in einem beliebigen Winkel geneigt montiert werden.

Eine der vielseitigen Einsatzmöglichkeiten ist die effiziente Bestimmung von Blechdicken in der In-Line Qualitätskontrolle bei der Materialzuführung. Der Sensor ermöglicht dabei den automatischen Abgleich mit Toleranz-Schwellenwerten, selbst bei schnellen Transportgeschwindigkeiten. Bleche, die den Spezifikationen nicht entsprechen, werden sofort identifiziert und aussortiert. Eine direkte Doppelblechkontrolle reduziert Produktions-Stillständen und verhindert Beschädigungen des Werkzeuges bei der weiteren Verarbeitung der Bleche.

Dank spezifischer Algorithmen misst der Poscon 3D auch präzise auf sehr dunklen Oberflächen aus hoch absorbierenden Materialien wie Gummi – gut für z. B. die Reifenindustrie. Im Bereich der Materialzuführung führt der Sensor z. B. Toleranzprüfungen bei schwarzen Gummibändern mit Stahlgewebe ohne komplexe Programmierungen durch und ermöglicht eine schnelle Weiterverarbeitung dank direkter Auswertungen.

Höhenmessung selbst auf dunklen glänzenden Oberflächen

Auch die Vermessung von Objekthöhen ist eine wichtige Kennzahl in der Qualitätskontrolle. Der "Poscon HM" bietet hierfür eine intelligente Höhenmessung von Objekten mit gleich fünf Kennzahlen ohne exakte Positionierung der Messobjekte – auch auf sehr dunklen oder glänzenden Oberflächen. In Kombination mit seiner hohen Messgenauigkeit von bis zu 2 μm eignet er sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der At-Line und In-Line Kontrolle.

Ein Beispiel ist die Kontrolle von schwarzen Gummidichtungen für Seitenscheiben in der Automobilindustrie. Die Prüfung erfolgt stichprobenartig Off-Line an einem speziellen Prüfstand. Die Dichtungen werden in spezielle Halterungen an einem Messplatz montiert. Die Form und die Rundungen der Dichtung können dabei variieren, dürfen jedoch spezielle Grenzwerte nicht überschreiten.

Die Herausforderung für den Sensor liegt hier in den Rundungen und im schwarzen, lichtabsorbierenden Material. Leistungsfähige Algorithmen analysieren im Poscon HM bis zu 600 Höheninformationen pro Messung und ermitteln die maximale Objekthöhe unabhängig von der Lage des Objektes. Diese Messung ist nur mit dem Poscon HM möglich. Die Messrate beträgt bis zu 1540 Hz.

Für die Kontrolle metallischer, glänzender Formteile wie Autotüren (Bild oben) ist der Poscon HM ebenfalls prädestiniert. Die Sensoren kontrollieren z. B. die korrekte Form der Autotür durch Messungen an zahlreichen Prüfpunkten. Die Sensoren können dafür auch nah nebeneinander montiert werden ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Die Messwerte werden in mm ausgegeben, was eine sofortige OK/nicht OK-Kontrolle für jeden Prüfpunkt erlaubt.

Dank der im Sensor integrierten Auswertealgorithmen sind die Sensoren eine kostengünstige Alternative für eine Vielzahl von Check+Sort-Applikationen. Der Sensor identifiziert im Mode "Delta" fehlerhafte Produkte aufgrund einer abweichenden Form. 

Ein Beispiel hierfür ist die Kontrolle der Versiegelung von Joghurtbechern. Eine starke Wölbung der Versiegelung deutet auf einen falschen Gärungsprozess hin. Durch die Check+Sort-Funktion werden fehlerhafte Produkte in der Produktion direkt aussortiert. Die Inbetriebnahme des Sensors ist einfach ohne Software oder Programmierkenntnisse. Nach der Auswahl der Funktion und dem Modus, muss nur noch der digitale Ausgang parametriert werden und dann gibt es das Prüfergebnis.

Bei der Kontrolle von Ultraschallschweissungen in der Herstellung von Zahnpastatuben stellt das weiße Material bzw. die sehr schwachen Kontraste bei offenen Falzstellen für viele Messwerkzeuge eine große Herausforderung dar – nicht so für den Poscon HM. Dank der farbunabhängigen Messung werden die Höheninformationen im Sensor analysiert und das Messergebnis in Form eines Deltawertes ausgewertet. Offene Schweißnähte werden so zuverlässig erkannt und fehlerhafte Produkte aussortiert.

Runde Objekte ohne Reflektor vermessen

Mit dem Poscon CM als dritten Sensor im Portfolio lassen sich Mittelpunkt, Durchmesser und Außenpositionen bei runden Objekten mit Außendurchmesser 30 bis 130 mm problemlos vermessen. Der Sensor benötigt dabei weder einen Reflektor noch externe Software. Dank der Kalibrierung ab Werk werden die Messwerte automatisch in mm ermittelt.

Ein wichtiger Einsatzbereich für einen solchen Sensor ist die End- bzw. Abnahmekontrolle von Stahlrohren. Der Sensor kontrolliert den Durchmesser der Stahlrohre durch die Ermittlung absoluter Messwerte. Dies ermöglicht eine frühzeitige Nachjustierung der Werkzeuge, sobald die Messwerte außerhalb eines festgesetzten Schwellenwertes liegen. Die Messwerte liefern zudem Informationen über Abnutzung des Werkzeuges.

Auch in der Materialzuführung ist der Poscon CM ein wichtiges Kontrollwerkzeug. Statt eines Barcodes werden bei runden Metallteilen oft codierte Messringe eingesetzt, um das richtige Material für die Weiterverarbeitung zu identifizieren. Durch die Ermittlung von Außenpositionen und Mittelpunkt ist eine schnelle Prüfung der Objektorientierung der runden Teile direkt in der Produktion möglich.

Alle Poscon Lichtschnittsensoren liefern präzise Messergebnisse für eine direkte Auswertung, ohne komplexe Datenwolken oder teure externe Auswertungssoftware. Die Einsatzbereiche liegen heute schwerpunktmässig in Automotive, metall- und plastikverarbeitender Industrie sowie Verpackungs- und Pharmaindustrie. Aber selbstverständlich eignen sie sich auch für alle anderen Branchen.

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