Laser-Profil-Scanner von Micro-Epsilon Qualitätssicherung durch Präzision steckt im Detail

Laser-Scanner sind Profilsensoren, deren Funktionsweise auf dem Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung basiert. Sie erfassen, messen und bewerten Profile auf unterschiedlichen Objektoberflächen.

Auf dem Messobjekt wird durch Aufweitung und unter Zuhilfenahme einer speziellen Optik, statt eines Punktes, eine statische Laserlinie abgebildet. Das Licht dieser Laserlinie wird diffus reflektiert und von der Empfangsoptik auf einer hochempfindlichen Sensormatrix abgebildet. Der im Sensor integrierte Controller berechnet aus diesem Matrixbild neben den Abstandsinformationen (z-Achse) auch die Position entlang der Laserlinie (x-Achse). Die Messwerte werden in einem zweidimensionalen Koordinatensystem dargestellt. Bei bewegten Objekten oder Traversierung des Sensors können auch dreidimensionale Messwerte ermittelt werden.

Vielfalt der Laser-Profil-Scanner

Laser-Profil-Scanner von Micro-Epsilon sind in verschiedenen Klassen erhältlich:

  • Scanner der »Compact-Klasse« werden zur Übermittlung kalibrierter Profile für externe Datenaufbereitung eingesetzt, z. B. im Computer. Sie eignen sich für statische und dynamische Messungen.
  • »Highspeed«-Scanner mit einer Profilfrequenz bis 4000 Hz verwendet man für Hochgeschwindigkeits- und 3D-Anwendungen.
  • Die Scanner der »Smart-Klasse« bieten Plug&Play-Lösungen für einfache oder komplexe Messaufgaben. Sie benötigen keinen externen Controller oder PC.
  • Die Profil-Scanner der »GAP-Klasse« sind Plug&Play-Lösungen speziell für Spaltmessungen. In Kombination mit der »GapControl-Setup-Software« sind Spaltmessungen an verschiedenen Typen möglich, die auf dem Sensor gespeichert werden.
  • Der Scanner ScanControl 29xx-10/BL setzt Maßstäbe in puncto Profilauflösung. Unter Verwendung der Blue-Laser-Technologie mit einem effektiven Messbereich von 10 mm bei einer Profilauflösung von 1280 Punkten, ergibt sich ein Punktabstand von 7,8 µm, wodurch ScanControl eine doppelt so hohe Auflösung erzielt wie vergleichbare Laserscanner mit 25 mm Messbereich. Die blaue Laserlinie wird zudem schärfer abgebildet als rote Laserlinien, sie dringt nicht ins Messobjekt ein und erzeugt dadurch ein stabileres Licht. Auch glühende oder organische Objekte erfasst der Profil-Scanner zuverlässig. Im kompakten Sensorgehäuse befindet sich auch die Elektronik des Scanners. Sie übernimmt die gesamte Signalaufbereitung und -verarbeitung. Ein externer Controller ist daher nicht nötig.

Anwendungen von ScanControl

ScanControl findet Anwendung in der Feinmechanik, Medizin und in der Fertigung von Präzisionsbauteilen. Elektronische Bauteile werden z. B. mit ScanControl auf Lagetoleranzen geprüft, Rasierklingen auf ihre Position zueinander oder Laserschweißnähte auf Vollständigkeit. Eine typische qualitätssichernde Kontrolle ist die Prüfung von Kleberaupen in Smartphone-Gehäusen. Herausfordernd sind dabei feine Konturen im Inneren des Smartphones und dünne, semitransparente Kleberaupen.

Auch in der Medizin ist hundertprozentige Kontrolle notwendig, z. B. bei der Montage von Insulin-Pens. Insulin-Pens müssen korrekt einrasten, um die Insulinmenge richtig zu dosieren. Fehler in der Fertigung können zu lebensbedrohlichem Unter- oder Überzucker führen. Herausforderungen bei dieser Qualitätskontrolle sind die hohe Taktzahl und kleinen Verschlussspalten der Insulin-Pins. Der Unterschied zwischen eingerastetem und nicht eingerastetem Verschlussspalt beträgt 50 µm. Weiterhin wird ScanControl in der Medizin bei Herzschrittmachern und der Herstellung von Nadeln mit exaktem Spitzenwinkel verwendet. Auch Spaltmessungen an Prothesen und Implantaten oder die Messung des Klingenwinkels bzw. der Schneidenlänge von medizinischen Klingen ist möglich.

In automatisierten Prozessen sind präzise Messungen wichtig. Laser-Profil-Scanner messen mehrdimensional, nehmen Messpunkte schnell auf und stellen die Messwerte in Echtzeit zur Verfügung. Sie ermöglichen die automatische Regelung und Qualitätssicherung während laufender Prozessen.