Industriesysteme für die Messung in Bewegung
Mankos bisheriger Messverfahren von bewegten Objekten und in der Fläche
Immer, wenn es darum geht, die Schichtdicke bewegter und beliebig langer Objekte zu prüfen, ist dies bei den bisherigen Ansätzen nur mit enormem Aufwand realisierbar.
Bei ausgedehnten Flächen werden bis dato Erwärmungs- und Detektionsbereich erweitert, um die notwendige Messzeit zu erreichen. Dabei gilt: Je größer die Fläche, desto größer die technischen Anforderungen an das Messequipment – und das macht es schnell sehr kostspielig.
Die Bewegungsmessung ist für bisherige Messgeräte problematisch, weil sich das Messobjekt nur für begrenzte Zeit innerhalb des Erwärmungsbereichs bzw. im Blickfeld des Detektors befindet. Das gesamte Messsystem muss mitbewegt werden. Dieser Ansatz ist technisch aufwendig und nicht umsetzbar bei beengten Platzverhältnissen. Zudem kann auch keine Messung während der „Rückfahrt“ erfolgen.
Neues scannendes 3D-Prüfverfahren erfüllt alle Anforderungen
Der PaintChecker Move ist ein scannendes Messverfahren, dass sich die Bewegung zwischen Bauteil und Sensor zu Nutze macht, statt sie aufwändig zu kompensieren. Das Objekt wird dabei nicht einmalig als Ganzes erfasst, sondern kontinuierlich abgetastet während es die Messeinrichtung passiert. Als interessanter Nebeneffekt ist es zudem auch nicht mehr notwendig, mit Lichtimpulsen anzuregen. Ganz im Gegenteil − konstant leuchtende Anregungsquellen sind sogar von Vorteil.
Der modulare Aufbau des PaintChecker Move
Das neue, scannende OptiSense-System PaintChecker Move ist komplett modular aufgebaut, um das Messgerät stets optimal an die jeweilige Anwendung anzupassen:
Anregungs- und Detektionsmodul sind eigenständig und lassen sich unabhängig voneinander modifizieren. Verbunden werden sie über ein Element, das auch den Anschluss der Datenleitung beinhaltet und auch für die mechanische Verbindung zur Kundenanlage sorgt. Der Winkel des Verbindungselements ist an die jeweilige Prüfsituation angepasst.
Als Anregungsquelle werden Laser unterschiedlicher Leistungsklassen und Wellenlängen genutzt. Allen Varianten ist gemeinsam, dass der Laser selbst im externen Controllergehäuse verbaut ist und über eine Glasfaser an das Anregungsmodul angeschlossen wird. Somit kann das Anregungsmodul auf eine Kühlung verzichten, da es nur passive, optische Komponenten enthält. OptiSense ist dabei ihrem Credo nach Miniaturisierung treu geblieben: Der Sensor ist noch nicht einmal so lang wie ein Kugelschreiber.
Messablauf und Messvarianten
Die ortsaufgelöste Berechnung der Schichtdicke und Darstellung erfolgt lückenlos in Echtzeit. Der PaintChecker Move ist flexibel und kann auch nachträglich einfach in bestehende Produktionslinien integriert werden. Insbesondere spielt der Zustand der Beschichtung (nass, feucht, weich, trocken, eingebrannt) sowie die Dimension des Werkstücks kaum eine Rolle.
So lässt sich auch bei Endlosmessungen wie bei der Bandbeschichtung die Schichtstärke in Echtzeit bestimmen, um Prozessparameter gegebenenfalls sofort anpassen zu können. Bei dem modularen Konzept lassen sich drei verschiedene Varianten unterscheiden:
Hochauflösender Flächen-Scan
Diese Konfiguration ermöglicht die Endlosmessung von Schichtdickenbildern; das Prüfergebnis ist ein 2D-Bild mit der ortaufgelösten Schichtdicke. Die Breite quer zur Scanrichtung beträgt bis zu 100 mm. Die Länge in Scanrichtung ist im Prinzip unbegrenzt.
Hochauflösender Profil-Scan
In Anwendungen mit hoher Relativgeschwindigkeit zwischen Sensor und Bauteil wird die verfügbare Anregungsleistung so umverteilt, dass weniger Lichtleistung in die Breite und mehr in die Länge auf das Messobjekt eingebracht wird. Durch diese Anordnung lassen sich höhere Geschwindigkeiten oder längere Messzeiten (gleichbedeutend mit größeren Schichtdicken) adressieren. Das Detektorblickfeld wird ebenfalls angepasst.
Nicht-scannende Profil-Prüfung
Zudem ist auch ein nicht-scannender Modus möglich. Dabei wird die Matrix von IR-Sensoren durch einen einzelnen, hochempfindlichen IR-Sensor ersetzt. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Schichtdickenmessung auf Kosten der räumlichen Auflösung weiter erhöht werden. Diese Konfiguration ist z. B. geeignet für sehr hohe Geschwindigkeiten oder für Anwendungen, in denen eine Auflösung im mm-Bereich nicht von entscheidender Bedeutung ist.
Klare Vorteile
- Scannendes 3D-Schichtdickenprüfverfahren markiert einen bedeutenden Fortschritt für die Beschichtungsindustrie
- Beliebig große Objekte werden berührungslos und wiederholbar exakt geprüft, ohne dass das Messsystem bewegt werden muss
- Sehr gut geeignet für jeden Zustand der Beschichtung (nass, feucht, weich, trocken, eingebrannt)
- Material- und Kosteneinsparungen sowie der Qualitätsgewinn machen diese neue Technologie zu einer lohnenden Investition
- Präzise und kontinuierliche Messung der Schichtstärke steigern sowohl Produktionsqualität als auch Effizienz
