Berührungslose Highspeed-Messungen

Kontrolle geometrischer Merkmale mittels Micro-Epsilon-Laser-Scanner

Anzeige
Durch die Integration eines modernen Laser-Scanners von Micro-Epsilon in die Fertigungslinie lassen sich verschiedene Schokoladenprodukte mittels berührungsloser Highspeed-Messung effizient und in Echtzeit auf geometrische Merkmale kontrollieren. Denn das Auge isst mit und Kunden wünschen sich ein äußerlich einwandfreies Produkt, das Hochwertigkeit und vollen Schokoladengeschmack vermittelt.

Dipl.-Ing. Christian Kämmerer, MBA, Leiter Vertrieb 2D/3D Optische Messtechnik, Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Inhaltsverzeichnis

1. Prüfung der kompletten Produktion
2. Weniger Ausschuss und Kosten
3. Laser-Scanner mit blauem Laser

In der ersten deutschen Schokoladenfabrik, die 1765 in Steinhude von Prinz Wilhelm von der Lippe gebaut wurde, erfolgte die Produktion noch in Handarbeit. Inzwischen ist sie hochautomatisiert und es spielt nicht nur der Geschmack eine große Rolle – auch die Optik verführt und verleitet zum Kauf. Dementsprechend werden verschiedene Verfahren angewendet, um Schokolade im Produktionsprozess einer Qualitätsprüfung zu unterziehen. Erfolgt die abschließende Qualitätskontrolle allerdings per manueller Sichtprüfung, so ist diese unter anderem an die Tagesform der Mitarbeiter gebunden und damit nicht über den gesamten Produktionsprozess gleichbleibend. Und wenn sie mittels taktiler Messungen erfolgt, nimmt dies zum einen viel Zeit in Anspruch und zum anderen wirkt sie auf Sensor und Produkt ein, wodurch sich der Verschleiß erhöht. Laser-Punktsensoren messen dagegen berührungslos aber nur punktförmig. Um die erforderlichen Werte eines Schokoladenprofils zu generieren, müssen sie demnach zahlreiche einzelne Messwerte ermitteln. Dies bringt einen hohen zeitlichen wie auch finanziellen Aufwand mit sich.

Prüfung der kompletten Produktion

Diese Verfahren würden somit allesamt den ansonsten hochautomatisierten Produktionsprozess einschränken. Im Gegensatz dazu können Laser-Scanner einige Vorteile bieten: Das Scancontrol System von Micro-Epsilon liefert auch bei wechselnder Oberflächenbeschaffenheit des Förderbandes sowie den verschiedenen Farben der Schokoladentafeln, von hell bis dunkel, zuverlässige Ergebnisse. Um die strengen Hygienebedingungen der Lebensmittelindustrie zu erfüllen, kann der Scanner kundenseitig in einem speziellen Schutzgehäuse untergebracht werden. Dieses zeigt sich robust gegen Hochdruck-Stahlreinigung, Desinfektionsmittel wie Wasserstoffperoxid oder andere alkalische oder auch chlorhaltige Reinigungsmittel. Laser-Scanner von Micro-Epsilon können also eine Lösung für die schnelle und präzise Qualitätsprüfung unter Einhaltung hoher hygienischer Auflagen darstellen.

Zudem werden mit den Laser-Profil-Scannern nicht nur Stichproben entnommen, sondern es kann die komplette Produktion geprüft werden. Der Scanner wird dazu fest über dem Förderband montiert. Der Standardmessbereich in dieser Applikation beträgt 100 mm, lässt sich aber im erweiterten Messbereich auf etwa 143 mm erweitern. Durch die Einbindung eines Encoders am Beförderungsband ist auch bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten stets eine äquidistante Profilerfassung gewährleistet und es ergibt sich eine hohe Reproduzierbarkeit. Dank der hohen Profilfrequenz meistert der Scanner die kurzen Taktzeiten im Produktionsprozess mühelos. Auch bei einer Durchlaufgeschwindigkeit des Förderbandes von mehr als 30 m/min erfassen die Highspeed-Laser-Scanner somit berührungslos jedes Profil der fertigen Schokoladentafeln. Mittels Scancontrol Configuration Tools lässt sich der Scanner außerdem vorab parametrieren.

Weniger Ausschuss und Kosten

Aus den Messwerten lassen sich unter anderem auch Fehler in der Oberflächenbeschaffenheit erkennen. Dafür werden Messgrößen wie Anzahl der Vertiefungen, Profil, Breite, Höhe, Tiefe, Kante, Ebenheit oder Verformung definiert und durch den Scanner bestimmt. Die Werte können je nach Vorgabe entweder in Echtzeit direkt im Sensorkopf verrechnet oder mit vordefinierten Parametern abgeglichen und als IO- oder NIO-Signal ausgegeben werden. Es ist aber genauso möglich, dass der Scanner direkt mit der SPS kommuniziert und die verrechneten Messwerte an diese weiterleitet. In diesem Fall führt die SPS die weiteren Schritte aus. Ein Eingreifen in die Liniensteuerung, beispielsweise durch Nachregelungen im Prozess, ist damit unmittelbar möglich.

Mit den Profilsensoren der Scancontrol-Produktfamilie können zudem auch besonders kleine Teile auf wenige Mikrometer genau erfasst werden. Im Fall der Qualitätsprüfung von Schokolade wird dafür aufgrund der höheren Intensität eine rote Laserdiode eingesetzt. Der rote Laser zeigt sich im Produktionsumfeld robust und wird für zahlreiche Messaufgaben eingesetzt – beispielsweise auch im Automotive-Bereich.

Laser-Scanner mit blauem Laser

Es gibt aber auch Messaufgaben, bei denen rote Laser an ihre Grenzen stoßen und daher Scanner mit blauem Laser zum Einsatz kommen. Diese können je nach Anwendung genauere Ergebnisse liefern, da das Licht nicht so tief in das Messobjekt eindringt. Ein Beispiel ist die Vermessung semitransparenter Oberflächen oder organischer Materialien. Des Weiteren eignet sich der blaue Laser besser für glühende Objekte, da die rote Variante auf deren Oberfläche wegen der gleichen Wellenlänge für den Sensor nicht sichtbar wäre. Aber auch bei hochglänzenden Oberflächen, wie etwa bei der Klingenwinkelbestimmung von Rasierern, liefert der blaue Laser präzise Ergebnisse. Welcher Laser sich besser eignet, ist somit eine Entscheidung, die sich nach den Anforderungen der jeweiligen Applikation richtet. Micro-Epsilon hat die Anwendung auf heiß-glühenden und semitransparenten Messobjekten weltweit zum Patent angemeldet. Die Laser-Profil-Scanner des Unternehmens basieren auf dem Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors können außerdem 3D-Messwerte und damit 3D-Profile generiert werden. ik

www.micro-epsilon.de

Details zu den Scancontrol-Laser-Profil-Sensoren:

hier.pro/YkHmo

SPS IPC Drives 2018: Halle 7A, Stand 130

Anzeige

Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

Pneumatik 4.0 bei Emerson im Überblick

Video aktuell

Step into the state-of-the-art Samsung Audio Lab to see how they develop loudspeakers, soundbars, and other audio products using multiphysics simulation.

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de