Sensoren im Tandem
Zwei neue Sensorsysteme – »Calix« und »Metis« – von LAP sorgen für hochpräzise Dicken- und Dimensionsmessungen an schwierig zu messenden Oberflächen und großen Objekten. Dabei nutzt der Hersteller die Vorteile der Lasertechnik.
Bei einigen Messaufgaben reicht ein einzelner Sensor nicht aus, hier müssen zwei Sensoren im Team arbeiten, um einen Messwert zu generieren. Beispiele sind zum einen die Dickenmessung von Platten aus Kunststoff, Gummi oder Holz sowie von Metallband, zum anderen die Messung großer Durchmesser mit Genauigkeiten im Bereich von Mikrometern. Die Laser-Messtechnik-Spezialisten von LAP haben nun zwei neue Sensor-Serien vorgestellt, die auf genau diese Applikationen abzielen.
»Calix« misst ohne Kalibrierung auf 5 µm genau
Der Laser-Dickensensor »Calix« von LAP misst die Dicke bahn- und plattenförmig produzierter Produkte – beispielsweise von Spanplatten, Leiterplatten oder Gummibahnen – inline während der Produktion. Wo früher aufwendige Messbrücken konstruiert werden mussten, reicht jetzt ein einfach zu installierender kompakter Einzelsensor, der bei Bedarf einfach über die Materialbreite traversiert werden kann.
»Die Dickenmessung von Bahnware per Laser hat viele Vorteile «, erklärt Axel Rieckmann, Vertriebsleiter industrielle Messsysteme bei der LAP GmbH Laser Applikationen in Lüneburg. »Sie arbeitet berührungslos und lässt sich im Gegensatz zu taktilen Verfahren auch für glattes, weiches, klebriges und heißes Material sowie für empfindliche Oberflächen verwenden. Auch auf optisch schwierigen Materialien und Oberflächen wie beispielsweise schwarz lackiertem, glänzendem Blech oder offenporigem Schaum erzielt ›Calix‹ unter Produktionsbedingungen eine Genauigkeit von besser als ±5 µm ohne zusätzliche Kalibrierung.«
In die Prozesssteuerung integriert, regelt »Calix« die Materialdicke jetzt exakter als zuvor. Dadurch steigt zum einen der Anteil von maßhaltigem Material, zum anderen erhöht sich auch die Prozesssicherheit. »Ein weiterer Vorteil ist, dass die Messung materialunabhängig ist«, so Rieckmann. »Der Anwender braucht die Materialkennwerte nicht – wie es bei der radiometrischen Dickenmessung erforderlich ist – einzugeben und zu pflegen. Auch der Aufwand für den Umgang mit radioaktivem Material entfällt.«
»Wir haben den direkten Weg gewählt«
Für die Dickenmessung verwendet LAP zwei Laser-Triangulationsoptiken, die in einem C-Bügel integriert sind und von denen eine den Abstand zur Oberseite, die andere den zur Unterseite misst. Die Materialdicke errechnet das System aus den Abständen zwischen der Materialoberfläche und dem jeweiligen Sensor. Bisher konnten thermische Ausdehnungen des C-Bügels bei diesem Verfahren das Messergebnis verfälschen, denn der Abstand der beiden Sensoren geht direkt in die Messung ein. »Anstatt diesen Effekt aufwendig zu kompensieren, haben wir den direkten Weg gewählt.
Selbstverständlich kann der Calix auch traversierend integriert werden«, verdeutlicht Rieckmann. »Die Optiken sind auf einer Grundplatte aus einem thermisch neutral reagierenden Material montiert, dessen Wärmeausdehnung in weiten Grenzen vernachlässigbar gering ist. So ist gewährleistet, dass der Abstand der Sensoren auch bei Temperaturschwankungen unter industriellen Produktionsbedingungen keinen wahrnehmbaren Einfluss auf das Messergebnis hat. Auch bei wechselnden Material- und Umgebungstemperaturen arbeitet das System frei von messbarer Drift.« Das Ergebnis: »Calix« braucht weder bei der Installation vor Ort noch während des laufenden Betriebes kalibriert zu werden.
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