MICRO-EPSILON Sensorik 2 (1/2011)

Sensorik

Das Micro-Epsilon Kundenmagazin A us gab e 2 | A p r i l 2011

Unternehmensnews - Umfirmierung Micro-Epsilon Eltrotec - Farbsensoren im Portfolio - Neu bei Micro-Epsilon: INB Vision AG - Messehighlights im ersten Halbjahr

Sensor-Applikationen

Produkthighlights

Blue Laser Technologie

Neue Wirbelstromsensoren

Im Visier: Laser-Scanner

2

Vorwort Die erste Ausgabe erzielte eine sehr positive Resonanz. Um Sie weiter mit vielen Informationen zu versorgen, haben wir uns bemüht, die 2. Ausgabe weiter zu verbessern und neue Features einzuführen. Immer häufiger ist der nebenstehende QR-Code in Magazinen und auf Plakaten zu sehen. Über dieses neue Element können Medien miteinander verknüpft werden. So können Sie mit einem geeigneten Programm auf Ihrem Smartphone weitergehende Informationen, Filme oder Kontaktdaten erhalten. Aktivieren Sie dazu einfach ein QRCode Leseprogramm und richten die Kamera des Smartphones auf das Code-Feld. Je nach hinterlegter Information öffnet sich dann ein Link oder das speichern von Kontaktdaten wird angeboten. Diese Möglichkeit das SensorikMagazin mit weiterführenden Informationen

im Internet zu verbinden nutzen wir erstmals in dieser Ausgabe. Sie finden deshalb bei einigen Beiträgen einen QR-Code, mit dem Sie Zusatzinformationen erhalten können. Alternativ können Sie selbstverständlich auch den Link, der im Text steht in ihren Browser eingeben. Mit diesem Code erhalten Sie das SensorikMagazin als PDF. Viel Spaß beim Lesen

Johann Salzberger Geschäftsführer Marketing und Vertrieb

Terminplanung für 2011 Workshops Termin

Thema

Veranstaltungsort

Vertriebsgebiet

24.05.2011

Weg + IR

Hotel Wasseruhr, Keppentaler Weg 10, 55286 Wörrstadt

Rheinland-Pfalz

25.05.2011

Weg + IR

Treff Hotel Bad Herrenalb, Dobler Str. 26, 76332 Bad Herrenalb

Baden-Württemberg

26.05.2011

Weg + IR

Hotel Allegra, Hamelirainstraße 3, 8302 Kloten

Schweiz

12.07.2011

Weg + IR

Micro-Epsilon Messtechnik, Königbacher Str. 15, 94496 Ortenburg

Bayern + Österreich

12.09.2011

Weg + IR

Hotel Gilze-Rijen, Klein Zwitserland 8, NL 5126 TA Gilze-Rijen

BeNeLux

13.09.2011

Weg + IR

Waldhotel Tannenhäuschen, Am Tannenhäuschen 7, 46487 Wesel

Raum Ruhrgebiet

14.09.2011

Weg + IR

Hotel Forellenhof, Hünzingen 3, 29664 Walsrode

Raum Hannover + Hamburg

15.09.2011

Weg + IR

Hotel Intercity, Am Seegraben 2, 12529 Schönefeld

Brandenburg, Meck-Pom, Sachsen, Berlin, Sachsen-Anhalt

IR: Temperaturmessung per Infrarot | Weg: Wegmessung mit elektromagnetischen und optischen Verfahren | opt. Weg: Wegmessung mit optischen Verfahren | Stand vom 22.12.2010

Messen Datum

Messename

Stadt (Land)

Halle / Stand

03.05.2011 - 06.05.2011

Control

Stuttgart (Deutschland)

1 / 1521

Micro-Epsilon Deutschland

07.06.2011 - 09.06.2011

SENSOR+TEST

Nürnberg (Deutschland)

12 / 219

Micro-Epsilon Deutschland

16.06.2011 - 17.06.2011

swissT.fair

Zürich (Schweiz)

6 / H06

Micro-Epsilon Swiss

28.06.2011 - 02.07.2011

Metec

Düsseldorf (Deutschland)

04 / H35

Micro-Epsilon Deutschland

22.11.2011 - 24.11.2011

SPS/IPC/Drives

Nürnberg (Deutschland)

-

Micro-Epsilon Deutschland

Unsere News bei:

Unternehmensnews

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Jetzt kommt Farbe ins Spiel Das Tochterunternehmen Eltrotec Sensor GmbH wird zu Micro-Epsilon Eltrotec GmbH

Aus der Eltrotec Sensor GmbH wurde zum 1. April die Micro-Epsilon Eltrotec GmbH. Mit dieser Umbenennung rückt Eltrotec deutlich näher an die Unternehmensgruppe Micro-Epsilon und konzentriert sich auf die Kernkompetenz berührungsloser Sensorik. Eltrotec reduziert das bisherige Portfolio auf die drei Kernbereiche Farberkennung, optische Mikrometer und Endoskope. Im Vertrieb optischer Mikrometer und der Farbsensorik erfolgt eine enge Zusammenarbeit mit Micro-Epsilon Messtechnik. In diesem Bereich der berührungslosen Messtechnik bestehen die größten Synergieeffekte, die nun gemeinsam genutzt werden.

Micro-Epsilon bietet damit neben der berührungslosen Wegmesstechnik, Temperatursensoren, Anlagen und Systeme auch Sensoren für Farberkennung und Industrie-Endoskope an. Die Betreuung der neuen Produktgruppen bleibt bei Micro-Epsilon Eltrotec in Uhingen. Sie bilden damit ein neues Kompetenzzentrum innerhalb der Unternehmensgruppe und bündeln das gesamte Produkt-Know-How am Standort.

Von Vorteil ist dies insbesondere bei Sonderlösungen oder nötigen Produktmodifikationen.

Schritt für Schritt werden die Produkte in das Micro-Epsilon Portfolio übernommen und der Vertrieb dafür trainiert.

Sensoren zur Farberkennung Im Zusammenhang mit der Integration von Eltrotec erweitert sich das Angebot von MicroEpsilon zunächst um die Farbsensorik. Das Produktprogramm wurde dazu umfassend überarbeitet, neu gegliedert und gestrafft. Zur Qualitätssicherung stehen den Anwendern nun drei Produktreihen zur Verfügung. Getauft wurde der neue Sensorzuwachs colorSENSOR bzw. colorCONTROL für komplexere Produkte.

Die colorSENSORen lassen sich in zwei Gruppen unterteilen. Die Sensoren der LT Gruppe benötigen zur Messung einen Lichtleiter. Die Elektronik wird dazu an der Anlage montiert und der Lichtleiter zum Messobjekt geführt. Je nach Anforderung stehen verschiedene Leistungsklassen zur Verfügung. Die Modelle unterscheiden sich hauptsächlich durch die Empfindlichkeit, angebotene Teach-Möglichkeiten und die minimal messbaren Farbabstände.

Die zweite Gruppe umfasst die Festoptik-Sensoren. Diese Modelle benötigen keinen Lichtleiter, sie beleuchten das Messobjekt selbstständig und eignen sich je nach Optik für spezielle Oberflächen. So wird die Klarglasoptik für große Abstände und matte Oberflächen herangezogen. Für inhomogene und glänzende Ober-

flächen sind Sensoren mit diffuser Optik im Programm. Ein Polfilter wird verwendet, wenn die Oberflächen sehr stark spiegelnd sind. Und bei fluoreszierenden Objekten wird auf die Sensoren mit UV-LEDs zurückgegriffen. Ebenfalls wird ein Sensor mit maximal 800 mm Abstand zum Objekt angeboten.

Die genannten Sensoren messen nicht im herkömmlichen Sinn, sie sind vergleichende Sensoren. Dazu muss beim Einrichten der Sensoren die „richtige“ Farbe dem Sensor per Teach-In gelernt werden. Im Anschluss erkennen Sie dann feinste Nuancen, die sich von der Soll-Farbe unterscheiden. Mit der True-Color Auflösung erkennen die Sensoren Farben wie das menschliche Auge. D. h. Farbunterschiede werden nur erkannt, wie dies auch das menschliche Auge erkennen würde.

Zur Überprüfung von LEDs auf Farbe, Intensität und Funktion wird das Messsystem colorCONTROL MFA angeboten. Damit können bis zu 100 LEDs gleichzeitg geprüft werden. Die Farb-, Intensitäts- und Lichtinformationen werden über eizelne Faserbündel direkt vom Messobjekt in den MFA eingekoppelt. Verschiedene Modelle ermöglichen die Einkopplung zwischen 5 und 100 Messstellen.

Für beide Produktgruppen steht ein umfangreiches Programm an Lichtleitern der Fasop Baureihe zur Verfügung. Sie sind individuell auf die Anforderungen in Länge, Faser, Anschluss und Querschnitt konfigurierbar.

Im Bereich der Farberkennung übernimmt Dipl.-Ing. (FH) Joachim Hueber das Produktmanagement bei Micro-Epsilon Eltrotec, der sich vorher mit der Entwicklung der Farbsensoren beschäftigte.

Neben der Farbe wird in Kürze das Programm mit optische Mikrometer und technische Endoskopie erweitert werden. Beide Unternehmen freuen sich auf die künftig enge Zusammenarbeit, da Kunden damit umfassender mit Sensoren von Micro-Epsilon bedient werden können und auf die hohe Beratungskompetenz von Micro-Epsilon vertraut werden kann.

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Unternehmensnews

Neu in der Micro-Epsilon Gruppe: INB Vision AG Die Fläche im 3D-Blick

Die INB Vision AG wurde 1996 als An-Institut der Otto-von-Guericke Universität in Magdeburg gegründet, mit dem Ziel, Technologien und Patente, die an der Uni Magdeburg erarbeitet wurden, weiter zu entwickeln und zu vermarkten.

Gegründet wurde die INB im Wesentlichen von den Professoren Bernd Michaelis (Lehrstuhl für Technische Informatik) und Günther Gademann (Direktor der Klinik für Strahlentherapie). Beide fanden bald Unterstützung durch Bernhard von Reiche, der sich als Investor, Business-Angel und langjähriger Aufsichtsratsvorsitzender im Unternehmen engagierte. Alle drei sind der INB nach wie vor sehr verbunden und unterstützen sie vielfältig.

Sitz der INB Vision im Zenit Technology Park in Magdeburg

Die Fachgebiete der beiden wesentlichen Gründer gaben die Technologiefelder vor. Der Schwerpunkt der INB lag und liegt in der Bildverarbeitung. Zu nennen sind Entwicklungen in den Bereichen Medizinische Informatik, Fahrerassistenzsysteme, Elektronische Bild­korrektur und 3D-Bildverarbeitungssysteme.

Seit dem Jahr 2006 liegt der alleinige Fokus auf dem Bereich 3DBildverarbeitungssysteme für die Inspektion von Oberflächen.

Die Kernkompetenzen der INB sind: 3D-Sensoren mittels Streifenlichtprojektion Software für die Erkennung und Analyse von Oberflächenfehlern Die von der INB entwickelten Sensoren können mittels zweier Kameras und eines Projektors Flächen von wenigen cm² bis zu etwa 1 m² als 3D-Punktewolke erfassen. Die INB verfügt über einen umfangreichen Erfahrungsschatz in der Konfiguration der Sensoren, sowie über alle notwendigen Softwaremodule für die Berechnung der 3D-Daten.

Diese Sensoren eignen sich für alle Oberflächen, die mindestens einen Teil des Lichtes diffus reflektieren. Das sind z.B. Stahl, Aluminium, Kunststoffe oder Keramik. Die Sensoren können starr, in Portalsystemen oder auch auf einem Roboter montiert werden.

Für die Auswertung der 3D-Daten verfügt die INB über ein umfangreiches Portfolio unterschiedlicher Methoden. Eine wesentliche Kernkompetenz ist die Auswertung von 3D-Daten mittels künstlicher neuronaler Netze.

Der von Dr. Tilo Lilienblum entwickelte Assoziativspeicher wird dabei mit guten, fehlerfreien Bauteilen trainiert. An Hand dieser Daten ist die Software in der Lage, Abweichungen von den fehlerfreien Bauteilen, die zum Teil deutlich kleiner als die geometrischen Toleranzen der Bauteile sind, sicher zu erkennen.

Weiterhin hat die INB einen digitalen Abziehstein entwickelt, der analog dem in der Automobilindustrie häufig eingesetzten Abziehsteine in der Lage ist, Einfallstellen zu finden und dimensionell zu bewerten.

Das 3D Portalsystem wird zur Erkennung von Kratzern oder Formfehlern bei einem deutschen Automobilbauer verwendet. Damit werden alle Außenhautteile geprüft.

Inline Inspektions-System zur Prüfung von Lagerschalen auf Ebenheit.

Damit wird bei einer Taktrate von unter 1 sec die Oberfläche nach der mechanischen Bearbeitung geprüft.

Unternehmensnews

Anwendungen finden die Technologien in allen Bereichen, wo die Oberflächenqualität eine besondere Rolle spielt. Die Systeme der INB können vor allem in der Automobilindustrie für die Prüfung von Karosserie-Außenhautteilen aus Stahl und Kunststoff, von Interieur-Teilen sowie von mechanisch bearbeiteten Gussteilen eingesetzt werden. Weitere Anwendungsgebiete liegen z.B. in den Bereichen Weiße Ware und Luftfahrt.

Das Portfolio der INB ergänzt die bisherige Oberflächeninspektion von Micro-Epsilon ideal.

Für reflectCONTROL muss die Oberfläche des Prüflings ausreichend spiegelnd sein, um eine Messung zu ermöglichen. Bei diffus reflektierenden Teilen kann mit reflectCONTROL nicht gemessen werden. Hier greifen die Systeme von INB. Diese besitzen jedoch bei spiegelnden Oberflächen Schwächen. Das heißt, für künftige Oberflächenprüfsysteme von Micro-

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Epsilon spielt die Reflexion der Oberfläche nahezu keine Rolle.

Die INB ist zu Beginn des Jahres 2010 im Rahmen der Wirtschaftskrise in wirtschaftliche Schwierigkeiten geraten, mit der Folge, dass Anfang Juni 2010 die Insolvenz angemeldet wurde. Durch die Beteiligung der Micro-Epsilon und das Engagement der Alt-Aktionäre ist es gelungen, das Verfahren als Planinsolvenz durchzuführen.

Wolfram Schmidt, der Vertriebsleiter der INB hat in der Insolvenzzeit den Vorstand übernommen und hat diesen inzwischen an Robert Wagner (Abteilungsleiter Entwicklung 2D/3DMesstechnik bei Micro-Epsilon) abgegeben.

Durch die Integration der INB in die Micro-Epsilon Unternehmensgruppe ergeben sich Synergien in den Bereichen Softwareentwicklung und Sensorik. Die INB-Streifenlicht-Sensorik stellt eine gute Ergänzung zur vorhandenen Sensorik in der Micro-Epsilon Unternehmensgruppe dar. Die Erfahrungen der Micro-Epsilon Gruppe in der Umsetzung von Industrie-Systemen sowie das umfangreiche Vertriebsnetz werden den langfristigen Erfolg der INB unterstützen.

Prinzip des INB-Assoziativspeichers

Die INB hat gegenwärtig 8 Mitarbeiter. Ihren Sitz hat die INB in modernen Räumlichkeiten des Zenit Technology Parks auf dem Gelände des Universitätsklinikums Magdeburg.

INB Vision AG - Steckbrief Leipziger Straße 44 ZENIT Technology Park 39120 Magdeburg www.inb-vision.com - Gegründet 1996 in Magdeburg - Entwickelt Vision-Technologien und setzt diese in Software um - Seit 2006 alleiniger Fokus auf 3D-Qualitätsinspektion - Bietet sowohl Standard- als auch kundenspezifische Systeme in - Partnerschaften mit etablierten Systemintegratoren - 8 Mitarbeiter - Geschäftsführer: Robert Wagner - Vertriebsleiter: Wolfram Schmidt - Eröffnung Insolvenz zum 30.07.2010 (Planinsolvenz) - Weiterführung der INB unter Beteiligung neuer, strategischer Aktionäre (Micro-Epsilon Messtechnik Ortenburg)

Wolfram Schmidt Leiter Vertrieb INB Vision AG wolfram.schmid@inb-vision.com

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Applikationen

Messvorrichtung für Edelstahlrohre

Für die Fertigung von Katalysatoren für Automobile muss Durchmesser, Hüll- und Pferchkreis sehr genau bestimmt werden. Die Hülle des Katalysators besteht aus einem entweder glänzenden, matten oder lackierten Edelstahlrohr, das rund oder auch oval geformt sein kann. Die Messung muss für den späteren Katalysatoreinsatz äußerst genau erfolgen.

Für die Messung der rund geformten Rohre wird eine Messvorrichtung der QS-Grimm GmbH eingesetzt. Nachdem der Bediener das Bauteil auf dem Messtisch positioniert und mit einer geeigneten Vorrichtung zentriert hat, wird die Messung per Mausklick am Auswerterechner gestartet. Das Rohr wird um 360° rotiert, auf 3 Ebenen (Anfang, Ende und Mitte) erfasst und ausgewertet. Verwendet wird der konfokale Sensor optoNCDT IFS 2400 -20, wegen seiner hohen Apertur, dem Messabstand und der

Möglichkeit auf unterschiedliche Oberflächen zuverlässig zu messen. Direkt gemessen wird der Außendurchmesser, Hüll- und Pferchkreis wird durch softwareseitige Berechnungen ermittelt. Je nach Katalysatorgröße verfährt der Sensor in horizontaler Richtung. Zur Messung an unterschiedlichen Positionen ist die Messeinrichtung vertikal verfahrbar ausgeführt. Zusätzlich zum Durchmesser erfolgt eine taktile Längenbestimmung des Rohres.

Anforderungen an das Messsystem: - Metallrohr mit glänzender, matter oder beschichteter Oberfläche - Berührungslose Messung - Durchmesser 60 bis 200 mm - Genauigkeit < +/- 10 µm

optoNCDT 2402 - Highlights - Messbereich zwischen 0,12 und 24 mm - Bis 30 kHz Messrate - Winziger konstanter Messfleck - Sensoren ab 4 mm Durchmesser - Auch mit 90° Strahlablenkung - Perfekte Ergebnisse auf vielen Oberflächen - Messen auf Flüssigkeiten und transparenten Flächen

Applikationen

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Automatische Überprüfung von Reifen und Lesen von DOT Codes

Nordamerikanischen Fahrzeugherstellern ist es gesetzlich vorgeschrieben, die Produktionsdaten von Reifen, die an ein Auto angebracht werden, in einer Datenbank zu speichern.

Die Informationen über die Reifenproduktion befinden sich an der Reifenseitenwand. Verschlüsselt in einer DOT Nummer (DOT – Department of Transportation / Verkehrsministerium).

Die DOT Nummer beinhaltet die Produktionsdaten und Informationen des Reifens und des Herstellers.

Die automatisierte Variante stellt dagegen eine große Herausforderung dar. Volvo löst diese Aufgabe unter Anwendung des scanCONTROLs 2750-100.

Schwarze Buchstaben auf schwarzem Hintergrund Die DOT Nummer eines Reifens ist in den schwarzen Gummi auf der Oberfläche entweder erhaben oder eingeprägt. Die schwarz auf schwarz geschriebenen Buchstaben können aufgrund des fehlenden Kontrasts von keiner herkömmlichen Kamera gelesen werden. Mit Hilfe des Triangulationsprinzips misst scanCONTROL 2750-100 die Entfernung zur Oberfläche. Der Sensor sendet ein Höhenprofil des Reifens direkt an die Anwendungssoftware.

Dunkel bedeutet im Höhenprofil eine weite Entfernung, wohingegen hell eine geringe Entfernung zum Sensor signalisiert. Die Intensitätswerte stimmen exakt mit den kalibrierten Werten überein. Somit gibt die Anwendungs-

software ein Profil aus, auf dem die DOT Nummer aufgrund von Veränderungen im Offset zu erkennen ist. Eingeprägte Buchstaben sind heller als das übrige Material wohingegen erhabene Buchstaben dunkler erscheinen.

mit einer Profilfrequenz von 2.000 Hz betrieben.

Der Sensor liefert über 1 Million kalibrierter Messpunkte pro Sekunde. Das bedeutet, dass ein Höhenprofil eine Auflösung von mehr als 640x9.000 kalibrierter Messpunkte hat.

Hochgeschwindigkeit & höchste Genauigkeit

Hohe Datenrate

Um sichergehen zu können, dass der Gesamtprozess nicht verlangsamt wird, stehen für die Reifenüberprüfung maximal 4,5 Sekunden zur Verfügung. Das erfordert eine hohe Geschwindigkeit des scanCONTROLs auf der kontrastarmen Oberfläche. Der scanCONTROL 2750 wird

Da sich die DOT Nummer an verschiedenen Seiten des Reifens befinden kann, kommen bei dieser Anwendung zwei scanCONTROL 2750100 zum Einsatz. Ein Sensor für jede Seite des Reifens. Die hohe Datenrate wird dank der leistungsfähigen Schnittstellen Gigabit Ethernet oder IEEE 1394 (Firewire) erreicht.

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Applikationen

Optische Riemenscheibenvermessung

Riemenscheiben müssen hohen Qualitätsanforderungen genügen. Abweichungen in der Geometrie würden aufgrund der hohen Drehmomente und Drehzahlen schnell zu Defekten an der Wellenlagerung führen. Maßhaltigkeit und Zentrizität sind die entscheidenden Qualitätsmerkmale. Deshalb werden Riemenscheiben nach der Produktion umfangreichen Tests unterzogen.

Das Messtechnik-Dienstleistungsunternehmen QS-Grimm GmbH hat eine Messanlage zur Qualitätsprüfung von Riemenscheiben entwickelt. In mehreren Prüfstationen werden die Riemenscheiben in der Anlage auf sämtliche Qualitätskriterien untersucht. Dabei wird eine Messstation durch vier optische Mikrometer optoCONTROL 2500 abgebildet, welche die

optoCONTROL- Highlights - Messen von Spalt, Durchmesser, Kante, Segmente oder Trübung - Aufbau mit telezentrischen Linsen - Verschleißfreie Sensorkonstruktion

Geometrievermessung und Durchmesserkontrolle auf zwei Ebenen durchführen. Jeweils zwei Sensoren erfassen in einer Ebene links und rechts der Riemenscheibe den Kopfkreisdurchmesser. Durch eine schnelle Verrechnung der Sensoren in einer Ebene ist eine hochgenaue Bestimmung des Kopfkreisdurchmesser mit einer Auflösung von 0,1 µm möglich.

Applikationen

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Auslegerlänge bei mobilen Kranen

Fahrzeugkräne müssen in unterschiedlichen Einsatzgebieten oft an ihre Grenzen gehen und in beengten Platzverhältnissen agieren.

Ein Sicherheitsaspekt ist die Überwachung des Lastmoments, um gegebenenfalls den Kran umgehend außer Betrieb zu setzen, da ein Umstürzen des Kranes katastrophale Folgen haben kann.

In das Lastmoment des Kranes gehen sowohl das Gewicht der Ladung als auch die aktuelle Auszugslänge des Auslegers ein. Mit diesem Wert kann die minimale Abstützbreite berechnet werden, mit der der Kran unter den gegebe-

nen Randbedingungen sicher arbeiten kann.

Das Unternehmen Böcker Maschinenwerke GmbH bestimmt die Auszugslänge mit Seilzugsensoren wireSENSOR P115. Hierzu wird der Sensor parallel zum unteren Teleskopzylinder angebracht und misst dessen Länge. Mit der Länge des unteren Teleskopzylinders wird auf die gesamte Auszugslänge des Armes geschlossen. Der nötige Messbereich und auch die Sensorbaugröße wird damit gering gehalten. Aufgrund der geringen Baugröße und der flexiblen Befestigungsmöglichkeiten, kann der Seilzugsensor auch einfach nachgerüstet wer-

den. Damit kein Wasser am Seil entlang in den Sensor gelangen kann, wird das Seil durch eine zusätzliche Rolle umgelenkt.

wireSENSOR- Highlights - Messbereiche bis 50 m - Teleskopierbares Prinzip - Einfache Montage - Verschiedene Ausgangsarten

10 Messehighlights

Von Hannover nach Nürnberg vertrauen Ihnen bei Ihrer Messaufgabe helfen zu können und beim gemeinsamen Gespräch neue Lösungen zu finden und über das Weltgeschehen zu diskutieren.

Doch die Hannover Messe ist nur ein Termin der Messen in der ersten Jahreshälfte. Messtechnik für die Qualitätssicherung ist schon seit jeher ein wichtiges Themengebiet, daher

Erfreulich sind die vielen Messeberichte während der 5 Tage für Micro-Epsilon, die das Standpersonal bei Gesprächen mit Kunden und Interssenten sammelte. Sie zeigen Ihr Interesse an den neuen Produkten und dem Portfolio von Micro-Epsilon und den damit verbundenen

Für viele Industrieunternehmen ist die Hannover Messe die wichtigste Leistungsschau des Jahres. Dies gilt auch für Micro-Epsilon. Neue Produkte müssen dann termingerecht fertig werden, um auf der Hannover Messe der Öffentlichkeit präsentiert werden zu können. Bereits seit 1985 beteiligt sich Micro-Epsilon an der Messe.

Insbesondere für den internationalen Kundenkreis ist die Messe wichtig, da sie mehrere Leitmessen unter einem Dach vereint. Mehr als 230 000 Besucher kamen nach Hannover und damit deutlich mehr als die Jahre zuvor.

wundert die Messebeteiligung an der Control in Stuttgart nicht. In Halle 1 zeigt Micro-Epsilon alle Produkte, die für die Qualitätssicherung bedeutend sind. Neu dabei ist der für die Spaltbestimmung eigens entwickelte Laserscanner gapCONTROL. Die Messe-Reise setzt sich anschließend in Nürnberg fort, wo Sensoren und Testsysteme auf der Sensor + Test im Fokus stehen. MicroEpsilon ist hier einer der größten Vertreter und zeigt wiederum neue Entwicklungen und Techniken aus der Welt der Sensoren.

Zeit nun für einen Überblick auf den folgenden Seiten über die Neuheiten, die Micro-Epsilon in der ersten Jahreshälfte präsentiert:

Johann Salzberger, Geschäftsführer Micro-Epsilon zur Control: „Die Messe Control ist eine feste Größe im Messekalender der Micro-Epsilon.

Für uns als Messtechnik Unternehmen bietet die Branche Qualitätsicherung der Control eine ideale Plattform zur Präsentation vieler Neuheiten. Wir legen dabei unseren Ausstellungsschwerpunkt auf Sensoren und Messsysteme für die Qualitätsprüfung. So präsentieren wir den neuen Laser-Profilsensor gapCONTROL zur Spalt- und Bündigkeitsmessung sowie die erstmals am Markt verfügbaren Blue-Laser-Triangulationssensoren, die mit blauem Laser Licht besonders auf glühende Metalle oder organische Stoffe entscheidende Vorteile in der Präzision bieten. Zudem bieten Micro-Epsilon nun auch Sensoren zur Farberkennung auf Oberflächen und LEDs an. Ein weiteres Thema sind Systeme zur Inspektion von hochwertigen Oberflächen.“

Messehighlights 11

Linienscanner zur Spaltmessung Der neue gapCONTROL Laserscanner von Micro-Epsilon wurde speziell für die berührungslose Spaltmessung entwickelt. Dieser Sensor basiert auf der Technologie der Laserlichtschnittsensoren, greift aber auf ein völlig neues Auswerteverfahren zurück. Unter der Bezeichnung gapCONTROL 2711 können mit drei verschiedenen Modellen unterschiedliche Spalttypen bis 300 mm Tiefe und 50 mm Breite gemessen werden. Der Sensor unterstützt den Anwender bei Schweißvorgängen, Messen von Bündigkeit, Überlappung, Annäherung, Höhenversatz usw. Die Daten werden anschließend für die Robotersteuerung oder Qualitätssicherung verwendet. Die gesamte Elektronik ist in den Sensor integriert, wodurch er schnell und einfach montiert werden kann. Mit dem Tool gapCONTROL Setup Software wird der Sensor schnell auf die Messaufgabe eingestellt. Je nach Spaltart stehen nur die nötigen Parameter zur Verfügung, um die Einstellungen so einfach wie möglich zu halten. Die Software kann auch ohne Scanner in vollem Umfang getestet werden. Standard Ausgänge des Sensors sind FireWire, Ethernet oder RS422. Weitere Ausgangsarten stehen über die Output-Unit zur Verfügung.

Info Die neue Produktlinie ist in einem attraktiven Prospekt übersichtlich dargestellt, den Sie über microepsilon.de/scanner oder über nebenstehenden QRCode downloaden können.

Scanner-Konfiguration in Sekundenschnelle Micro-Epsilon präsentiert eine neue Version der scanCONTROL Configuration Tools, welche eine schnelle und einfache Konfiguration von scanCONTROL Laserscannern mit einem Windows PC ermöglichen. Mit Hilfe der Software werden alle Einstellungen des Sensors sowie das Darstellen, Laden, Speichern und Exportieren von Profilen vorgenommen.

Die Software entfaltet ihren vollen Umfang zusammen mit scanCONTROL SMART Sensoren. Das Grundprinzip der Software ist die Aufteilung der Messaufgabe in einzelne Teilmessungen, wie z.B. Kante, Winkel, Extremwert, Nut oder Naht. Diese Teilmessungen werden auf der grafischen Benutzeroberfläche zu komplexen Messaufgaben kombiniert. So entsteht eine Plug&Play Lösung für individuelle Messaufgaben ohne Programmierkenntnisse. Damit können in einfacher Weise komplexe Messaufgaben, wie Spalt- / Bündigkeitsmessung mit gleichzeitiger Datenauswertung mit allen benötigten Schnittstellen direkt auf dem Sensorcontroller parametriert werden. Bei allen anderen Sensor-Modellen bietet die Software ebenfalls alle Einstellungsmöglichkeiten, die Daten können jedoch nicht auf dem Sensor gespeichert werden.

Zum Ausprobieren und Kennenlernen wird die Software mit BeispielProfilen geliefert, an denen sämtliche Funktionen getestet werden können. Überzeugt das Software-Handling, kann über die Anschaffung eines Laserscanners überlegt werden.

Info Viele weitere Informationen zur Software und den Download erreichen Sie über den QR-Code oder auf micro-epsilon.de.

12 Messehighlights

mainSENSOR im kompakten Gehäuse Bereits zur Hannover wurde die Reihe der magneto-induktiven Sensoren um ein neues schlankes Modell erweitert. Wie auch die größeren Modelle werden mainSENSOREN überall dort eingesetzt, wo Wege besonders schnell in anspruchsvoller Umgebung gemessen werden müssen. Entscheidend ist dabei der große Messbereich im Vergleich zur Sensorgröße.

Der neue mainSENSOR ist in ein schlankes M18 Edelstahl-Gehäuse integriert. Durch die Verschlankung des Sensors kann er frontseitig mit bis zu 400 bar Druck beaufschlagt werden.

Die zusätzlich eingebrachte Nut erleichtert das Abdichten des Messaufbaus mit einem O-Ring.

Durch das hochwertige Edelstahlgehäuse ist dieser Sensor auch besonders beständig gegenüber einer Vielzahl von Ölen und anderen

Stoffen. Typische Applikationen sind Dämpferwege oder Hydraulikventile.

Besonderheit dieser Sensoren ist die Kombination von Sensor und Magneten. Abhängig von der Größe des Magneten variiert der Messbereich zwischen 20 mm und 55 mm.

Der MDS-45-M18-SA wird ab August 2011 ab Lager verfügbar sein.

Info Messprinzip und die Vorteile des magneto-induktiven Verfahrens werden in einem einen 3D animierten Film gezeigt, der in wenigen Minuten über die wesentlichen Besonderheiten informiert. Sie finden den Film über den QR-Code oder auf der Produktseite der Homepage.

Weiteres Highlight zur SENSOR+TEST Vom 7. – 9. Juni 2011 findet auf dem Gelände der Messe Nürnberg die 18. internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik statt. Die Reichweite der Themen, Produkte und Technologien geht quer durch alle Branchen. Anwendungen liegen mittlerweile nicht mehr nur im professionellen, industriellen, sondern auch im privaten Umfeld der Besucher.

Die Messe ist nach wie vor ein Muss nicht nur für Entwickler und Konstrukteure sondern für alle an Technik Interessierten.

Der Veranstalter, die AMA Service GmbH, rechnet mit knapp 600 Ausstellern und etwa 8.000 Besuchern aus aller Welt.

Neben den vielen Neuheiten, die schon zur Hannover Messe präsentiert wurden, zeigt Sie Micro-Epsilon zur SENSOR + TEST ein weiteres Highlight. Erst vor wenigen Wochen wurde die Aufnahme der Farbsensorik in das Produktprogramm verkündet, schon stellen sie eine Neuentwicklung in diesem Produktbereich vor.

Das Messsystem colorCONTROL ACS ist ein

highend Farbspektrometer, das Farbe nicht nur erkennen kann, sondern auch direkt messen.

Das Gerät ist dabei vollkommen industrietauglich konzipiert worden. Details zum System werden auf der Messe bekannt gegeben. Ein Besuch lohnt sich also.

Halle 12, Stand 219

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Messehighlights 13

Ausgezeichnet mit dem TR Award 2011 Der Preis wurde im Rahmen der Hannover Messe übergeben

Jedes Jahr zeichnet das Magazin Technische Revue ein Unternehmen mit besonders innovativen und potenzialträchtigen Lösungen aus.

2011 ging der Preis während der Hannover Messe an Micro-Epsilon für ihre in 2010 vorgestellte Embedded Coil Technologie, mit dessen Hilfe kapazitive Sensoren und Wirbelstromsensoren besonders robust gemacht werden und so auch widrigen Einsatzbedingungen problemlos standhalten.

Entgegengenommen haben den Preis Geschäftsführer Johann Salzberger und Produktmanager Reinhold Hoenicka auf dem MicroEpsilon Messestand in Hannover. Überreicht wurde der Preis durch Chefredakteur Jürgen Wirtz, der von Herrn Detlef Heners (Anzeigenverkauf) und Orhan Erenberk (Geschäftsführer des Verlags) begleitet wurde.

ECT-Sensoren werden mit den neuesten Werkstoffen und Fertigungstechnoloigen hergestellt.

Damit differenziert sich Micro-Epsilon deutlich von dem herkömmlichen Produktionsverfahren mit gewickelten Spulen. Sie sind aufgrund ihres anorganischen Trägermaterials sehr temperaturstabil. Aufgrund der neuen Fertigungstechnik erhöht sich die Einsatztemperatur der Sensoren auf über 350 °C. Was einen deutlichen Sprung in der maximal möglichen Temperaturbelastung bedeutet. Zudem können die Sensoren kundenspezifischen Geometrien angepasst werden. Das heißt, bei schwierigen oder kom-

plizierten Einbauverhältnissen überzeugt das Verfahren. Bei Bedarf können die Sensoren auch hermetisch gekapselt werden. So werden Sie auch im Ultrahoch-Vakuum einsetzbar.

ECT-Sensoren werden überall dort eingesetzt, wo hohe Temperaturstabilität, Langzeit-Stabilität oder kundenspezifisches Design gefordert werden.

Erste Lösungen wurden bereits in verschiedenen Branchen realisiert. Sie wurden erfolgreich im Weltraum-Teleskop LAMOST oder in Refinern zur Holzaufbereitung für die Papierindustrie, bei höchster mechanischer Belastung angewendet. Auch in der Halbleiterfertigung werden die Sensoren in Lithografieanlagen erfolgreich eingesetzt. Bei weiteren Teleskopprojekten wird die Umsetzung derzeit realisiert.

Obwohl ECT-Sensoren derzeit die Spitzentechnologie für Wirbelstromsensoren bilden, bleiben die Preise moderat. Für neu gestaltete Sensoren muss stets ein extra Design angelegt werden, deshalb lohnt sich der Einstieg in ECT erst ab einer gewissen Menge. Dies bleibt jedoch von Auftrag zu Auftrag zu prüfen. Eine pauschale Aussage dazu ist nicht sinnvoll. Der Preis ist zwangsläufig stückzahlenabhängig und kann sowohl über aber auch unter dem von herkömmlichen Sensoren liegen. Degressionseffekte sind auch hier maßgebend.

14 Produktneuheiten

Weltneuheit: Sensoren mit Blue Laser Technik Micro-Epsilon präsentiert eine Weltneuheit: Triangulationssensoren mit Blue Laser Technologie. Die Blue Laser Sensoren sind in vielen Applikation den Standardsensoren deutlich überlegen. Die Wellenlänge des blauen Lasers bietet signifikante Vorteile bei Messungen auf glühendes Metall bis 1600 °C, glühendes Silizium bis 1250 °C und auf organische Stoffe, wie Holz, Haut, Lebensmittel, Furniere o.ä. Das blaue Laserlicht dringt bei diesen Materialien durch die kürzere Wellenlänge nicht in das Messobjekt ein, wie es bei rotem Laser der Fall ist. Der blaue Laser bildet auf der Oberfläche einen minimalen Laserpunkt und sorgt damit für stabile und präzise Ergebnisse auf sonst kritischen Messobjekten. Der Aufbau von Triangulationssensoren mit Blue Laser Technik wurde komplett neu gestaltet. Die Sensoren sind mit neuen Objektiven, einer neuen Lasersteuerung und neuer Auswerte-Algorithmik ausgestattet.

Die Blue Laser Technik ist bei den industriellen Standard Sensoren als optoNCDT 1700BL mit Messbereichen zwischen 20 mm und 1000 mm

verfügbar. Damit wird bei glühenden Objekten ausreichend großer Abstand sichergestellt.

Zuverlässiger und ökonomischer Laser-Distanzsensor Der neue optoNCDT ILR 1030 ergänzt das Angebot an Laser-Abstandssensoren von Micro-Epsilon im unteren Preissegment. Der neue Sensor bietet einen Messbereich zwischen 0,2 und 8 m auf diffus reflektierende Oberflächen, mit Reflektortafel sogar 50 m. Besonderheiten bei diesem Modell sind die hohe Messgeschwindigkeit von 100 Hz, wodurch auch Längenmessungen mit wechselnden Objekten im Messbereich möglich werden und die hohe Zuverlässigkeit bei Messungen auf unterschiedlichen Materialien. Der optoNCDT ILR 1030 ist der kleinste Laser-Distanzsensor in seinem Segment. Der Sensor arbeitet mit dem Time-of-Flight-Prinzip. Zudem ist er unempfindlich gegenüber Fremdlichteinflüssen und kann sogar gegen Leuchtmittel messen. Im gesamten Messbereich bietet der Sensor eine konstante Auflösung. Die Einsatztemperatur liegt zwischen -30°C und 50°C. Seinen deutlichen

Preisvorteil spielt der optoNCDT ILR 1030 bei kleinen bis großen OEM Aufträgen in vollem Umfang aus. Gemessen wird mit einem sichtbaren Laserimpuls der Klasse II, wodurch eine

einfache Ausrichtung auf das Messobjekt gegeben ist. Parametrisiert wird der Sensor direkt über Tasten am Gehäuse. Weitere Einstellmöglichkeiten bietet die mitgelieferte Software.

Produktneuheiten 15

Neues Turbolader-Drehzahl-System für Prüfstände Micro-Epsilon präsentiert das neue Turbolader-Drehzahlmesssystem turboSPEED DZ136 für Prüfstand und Fahrversuch. Wie schon sein Vorgänger ermöglicht das DZ136 Messungen auf Turboladerschaufeln aus Titan oder Aluminium mit einem Abstand von bis zu 1,5 mm bei 500 bis 400.000 U/min. Sämtliche Einstellungen werden an der Controller-Frontpartie getroffen. Hier wird die Anzahl der Schaufeln, die Empfindlichkeit und der Drehzahlbereich ausgewählt. Bei der Sensorpositionierung helfen LEDs am Controller, welche den Abstand zum Messobjekt anzeigen. Die Sensoren arbeiten bei einer Messfrequenz von 3 MHz und verfügen über eine integrierte Temperaturmessung.

Bei einem Sensortausch sind keine Einstellarbeiten nötig.

Die Sensoren sind für Umgebungstemperaturen von bis zu 285°C geeignet. Der robuste Vorverstärker aus Edelstahl verlängert den

maximalen Abstand zwischen Controller und Sensor auf 10 m. Bei der Konzeption des DZ 136 wurde auf ein Maximum an Störfestigkeit

geachtet, um den Betrieb am Prüfstand wie im Fahrversuch einfach und zuverlässig zu ermöglichen.

Wirbelstromsensorik mit integrierten EEPROM Das für ihre besonders präzisen Wirbelstromsensoren bekannte Unternehmen Micro-Epsilon legt nun eine völlig neue Serie von Wirbelstromsensoren auf. Die neue Serie mit dem Namen eddyNCDT 3100 umfasst einen besonders kompakten Controller und dazu passende neuartige Sensoren. Sensoren und Kabel besitzen einen integrierten EEPROM Speicher, der die wichtigsten Kenndaten enthält. Muss ein Sensor ausgetauscht werden, reicht eine einfache 3-PunktKalibrierung. Alle grundlegenden Daten erhält der Controller automatisch vom Sensor. Werkseitig sind alle Sensoren auf ferromagnetische und nicht-ferromagnetische Stoffe abgestimmt.

Eine genaue Definition des Messobjekts im Vorfeld entfällt dadurch. Das Gehäuse des Controllers mit Hutschienenhalterung ist aus massivem Alu gefertigt und in IP 65 ausgeführt. Das Gerät selbst weist keinerlei Bedienfunktionen auf. Alle Einstellungen sind betriebssystemunabhängig

über einen Browser zu treffen, sodass keine gesonderte Software nötig ist. Die Sensoren sind fix mit einem PTFE-Kabel in 3 m oder 9 m Länge verbunden und nach IP67 geschützt. Vorerst sollen sieben Sensormodelle alle gängigen Aufgaben abdecken. Weitere Sensoren werden

folgen. Die neue Serie dient als High-End Gerät und ist mit den zugehörigen Sensoren ab Lager lieferbar. Der einfache Sensortausch ist in jeder Anwendung wichtig, bei der verschiedene Sensoren eingesetzt werden, wie in Universitäten, Labore oder Instituten.

16 Im Visier

Profilmessung per Laserscanner

Die Triangulation zur Abstands- und Entfernungsmesung bedient sich einer einfachen trigonometrischen Beziehung. Ein Laser projiziert einen Punkt oder eine Linie auf ein Objekt.

Das dort diffus reflektierte Licht wird über die lichtempfindliche Empfangseinheit (CMOS, CCD, PSD) aufgenommen. Entfernt sich das Objekt, ändert sich auch die beleuchtete Stelle auf dem Empfangselement und damit auch der Lichteinfallswinkel.

Der Abstand zwischen Laserdiode und Empfangseinheit ist aus der Sensorkonstruktion bekannt. Gesucht wird der Abstand von der Laserdiode zum Objekt. Durch Anwendung des Tangenssatzes kann diese Strecke präzise berechnet werden.

Als Lichtquelle dient eine Laserdiode, die einen punktförmigen Laserstrahl erzeugt. Durch spezielle Linsen entsteht aus dem Laserpunkt eine Linie. Bei herkömmlichen Lichtschnittsensoren wird zur Brechung des Laserlichts eine Zylinderlinse eingesetzt. Großer Nachteil dieser Methode ist die gaußförmige Intensitätsverteilung des Lichts über der Linie, wodurch Randbereiche nur sehr schlecht beleuchtet werden.

Beim scanCONTROL 2800 des Messtechnikunternehmens Micro-Epsilon wird die Brechung durch eine Präzisions-Keillinse erzielt.

Damit erhält man außer in den Randbereichen eine lineare Intensitätsverteilung.

Reflektierte Linie Bei einer Messung wird das reflektierte Licht der Linie von einer hochempfindlichen CMOSMatrix aufgenommen, welche ein präzises Abbild des Oberflächenprofils erzeugt. Jede Veränderung des Profils verändert die abgebildete Linie und formt damit ein geändertes Abbild auf der Matrix.

Da das Messobjekt oder der Scanner in der Regel bewegt wird, entsteht durch aneinanderlegen der einzelnen Linienprofile ein 3D-Abbild des Objekts. Dabei wird auch von der sog.

Punktewolke gesprochen, weil sich das Bild aus vielen tausenden einzelnen Messpunkten zusammensetzt.

Auf alles achten Aufgrund der zusätzlichen Dimension ist die richtige Anwendung dieser Sensoren deutlich komplexer als mit herkömmlichen Triangulationssensoren. Grundsätzlich ist keine pauschale Aussage darüber möglich, ob ein Objekt messbar ist oder nicht. Der Erfolg der Messung ist immer davon abhängig, welche Parameter gewonnen werden sollen und unter welchen Umständen die Messung erfolgen soll. Des-

Im Visier 17

halb ist eine Beurteilung der Realisierbarkeit von Objekt zu Objekt neu zu treffen. Der Erfolg einer Messung ist z. B. davon abhängig, wieviel Zeit für eine Messung zur Verfügung steht. Je langsamer ein Objekt den Laserstrahl passiert, desto mehr Zeit steht zur Datenaufnahme zur Verfügung. Dem zu Folge kann auch keine pauschale Aussage getroffen werden, ob Messungen, die im statischen Zustand brauchbare Ergebnisse geliefert haben, auch im dynamischen Zustand verwendbar sind. Die Qualität des Ergebnisses hängt ebenfalls davon ab, welche Reflexionseigenschaften das Messobjekt hat. Je nach dem wie stark absorbierend oder reflektierend das Messobjekt ist, können entsprechende Daten gewonnen werden oder nicht. Auch das zugrunde liegende Material ist für den Erfolg der Messung verantwortlich. Zum Beispiel kann durch zu hohe Semitransparenz das Signal unbrauchbar werden.

Als letzter Faktor für den Erfolg steht die Kontur, bei der durch mögliche Abschattungen oder Mehrfachreflexionen das Profil Fehlstellen oder unbrauchbare Profilpunkte aufweisen kann. Diese grundlegenden Faktoren können das Messsignal essentiell beeinflussen und Fehlstellen oder Ausreißer zur Folge haben.

scanCONTROL nimmt ein präzises Abbild des Oberflächenprofils auf

Die richtige Einstellung Trotz all dieser kritischen Faktoren kann aus einem schwierig auszuwertenden Signal mit Ausreißern und Fehlstellen ein durchgängiges Signal mit deutlich erkennbarem Oberflächenprofil erstellt werden. Verantwortlich dafür ist die individuell richtige Einstellung des Sensors abgestimmt auf das Messobjekt. Mit verschiedenen Filter und Einstellungen der Belichtungszeit z. B. können mangelhafte Signale in einer zweiten Messung häufig soweit verbessert werden, dass am Ende die gewünschte Information genutzt werden kann.

Beispielsweise wird eine Messung auf bewegten schwarzen Gummi mit kurzer Belichtungszeit ein eher unbrauchbares Profil liefern, als wenn bei längerer Belichtungszeit das Objekt nicht bewegt wird und dadurch eine längere Belichtungszeit über das ganze Profil erreicht wird.

Hilfe bei der Modellauswahl von Laserscannern Die Laserscanner scanCONTROL sind in drei neue Klassen unterteilt. Bei der Suche nach dem richtigen Laserscanner für eine Anwendung steht zu Beginn immer eine Entscheidung, in welche Gruppe die Anwendung eingeordnet werden kann.

Diese Auswahl bildet sich in den neuen Gruppen ab:

len, Laden, Speichern und Exportieren von Profilen vorgenommen.

In der Gruppe „Compact“ befinden sich die Modelle zur schnellen Integration als Datenlieferanten zur Einbindung in die eigene Applikationssoftwareumgebung. „High-Speed“ umfasst die Laserscanner, die sich für schnelle Anwendungen mit hoher Auflösung eignen. Sie sind ideal für dynamische Messaufgaben und für schnelle 3D Anwendungen. Sensoren mit integrierter Auswertung werden mit der Bezeichnung „Smart“ beschrieben und gelten als Plug&Play Lösung. Ganz nach dem Baukasten-Prinzip wird mit der Software „Configuration-Tools“ die Anwendersoftware erstellt. Die verfügbaren Ausgänge werden mit unterschiedlichen Auswerteergebnissen belegt.Das Messsystem arbeitet ab dann selbstständig.

Wird die Software zusammen mit scanCONTROL SMART Sensoren verwendet, kann die volle Funktionsfähigkeit genutzt werden. So können komplexe Messaufgaben, wie Spalt- / Bündigkeitsmessung mit gleichzeitiger Datenauswertung mit allen benötigten Schnittstellen direkt auf dem Sensorcontroller parametriert werden. Bei COMPACT oder HIGHSPEED Modellen, aber auch mit gespeicherten Profilen, simuliert die Software die Auswertung. Schaltwerte werden zwar berechnet, können jedoch nicht vom Sensor als solche ausgegeben werden. Die Parametersätze können auch offline generiert und getestet werden.

Configuration Tools 2.0 scanCONTROL Configuration Tools ermöglichen die schnelle und einfache Konfiguration von scanCONTROL Sensoren mit einem Windows PC. Mit Hilfe der Software werden alle Einstellungen des Sensors sowie das Darstel-

Dipl.-Ing. Christian Kämmerer, MBA Produktmanager für scanCONTROL bei Micro-Epsilon christian.kaemmerer@microepsilon.de

18 Lösungen

Betonsteine nach Maß Steine aus Beton sind in den unterschiedlichsten Formen, Farben und Größen erhältlich. Flexible Produktionsanlagen sind dafür nötig, die schnell und unkompliziert zwischen verschiedenen Produkten wechseln können.

Ob dies erfolgreich funktioniert hat, muss im Anschluss geprüft werden. Auch in diesem rauen Umfeld werden dafür präzise Sensoren verwendet. Kundenspezifische Lasersensoren von Micro-Epsilon werden in Anlagen zur Prüfung von Betonsteinen integriert und erledigen diese Aufgabe mit Bravour.

Die Anforderungen in Betonwerken sind keine typische Umgebung für präzise Lasersensoren, möchte man meinen. Trotzdem ist auch hier genaue Qualitätskontrolle nötig. Das Automatisierungsunternehmen R&W aus Hachenburg in Mitten des Westerwaldes hat für genau diese Anwendung eine spezielle Anlage entwickelt, die in der Produktion die Höhe von Betonsteinen misst.

Kundeneigene Anpassungen Ein Lasersensor mit integriertem Controller, 500 mm Messbereich und digitalem Signalausgang reichte R&W jedoch nicht. Kurzerhand vereinbarten Sie mit Micro-Epsilon einen Liefervertrag über den Lasersensor optoNCDT 1700500 mit einem Gehäuse in doppelter Breite.

R&W integriert in der Folge eigenständig einen leistungsfähigen Microcontroller mit EthernetSchnittstelle und digitalen I/O. Zwar lieferten die Sensoren in der Serienausführung bereits präzise Messdaten, eine Ethernet-Anbindung

war jedoch nicht vorgesehen. Durch die Modifikation mutieren die Sensoren zum Standalone Messsystem. Die Anlage wird nun einfach per Ethernet in das Kundeneigene Netzwerk eingebunden.

Der modifizierte Sensor wird bei R&W vornehmlich für die Messung der Höhen von Betonsteine eingesetzt.

Dipl.-Ing. Uwe Rahn, Geschäftsführer der R&W über die Zusammenarbeit: „Die unkomplizierte Produktmodifikation bei Micro-Epsilon hat uns überzeugt. Nicht nur, dass wir den passenden Sensor bei Ihnen gefunden haben, Sie haben sich mit unserer Aufgabe auseinander gesetzt und verstanden, dass wir eine modifizierte Sensorlösung benötigen. Ohne große Umstände boten Sie uns dann die vorhandene Sensortechnik mit neuem Gehäuse.“

Messen auf Stein Der hohe Messabstand von 500 mm war für einen möglichst flexiblen Anlagenaufbau nötig.

Es können nun Steine und Pflaster mit Höhen zwischen 30 und 480 mm zuverlässig erfasst

werden. Der Sensor liefert eine Genauigkeit von +/- 0,5 mm.

Nach dem Fertigen der Steine werden sie von der Betonsteinmaschine auf Förderbretter abgelegt und in die Trockenkammer befördert.

Direkt nach der Betonsteinmaschine wird die Messanlage in den Prozess integriert. Die Sensoren messen senkrecht auf die Förderbretter.

Durchläuft ein Förderbrett die Anlage, so bildet die Differenz aus Abstand zum Förderbrett und Abstand zum Stein die tatsächliche Steinhöhe.

Durchaus üblich sind unterschiedliche Brettstärken, die mit der Differenzmethode nicht in die Höhenmessung eingehen. Eine gewisse Menge Schmutz auf dem Produktionsbrett wird toleriert und vom Messverfahren zu plausiblen Werten korrigiert. Schrägen, Grate und Vertiefungen im Stein werden vom Messverfahren erkannt und aus der Bewertung ausgeschlossen. Es werden nur die relevanten Merkmale der Produktoberfläche betrachtet.

Der noch feuchte Beton kann während der Messung eine glänzende Oberfläche aufgrund des Wasserfilms aufweisen. Herkömmliche Sensoren hätten mit dem Übergang vom matten Produktionsbrett auf den glänzenden Beton Schwierigkeiten. Die integrierte RealTime-Surface-Compensation der eingesetzten Sensoren regelt diesen Effekt in Echtzeit aus.

Die Poren bzw. Unebenheiten der Steine werden durch eine hinterlegte Mittelungsfunktion ausgeblendet, sodass in der Sensorsoftware des Anwenders nur die Höhe des Steins angezeigt wird.

Lösungen 19

Assistenzrobotern den Weg zeigen Automation ist in Verbindung mit Medizintechnik kein Fremdwort mehr. Steigender Kostendruck und Personalmangel fordern den Einsatz neuer Techniken, um wirtschaftliches Arbeiten zu ermöglichen. Assistenzsysteme und Operationsroboter finden daher immer mehr Einsätze bei verschiedenen Operationen. Eine zuverlässige Wegmessung ist für die Geräte unumgänglich. Sicher und einfach ist die Lösung mit Seilzugsensoren von Micro-Epsilon. In Serie werden sie zum Beispiel in einem Assistenzsystem für minimal-invasive Eingriffe integriert.

Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und geringe Baugröße, bei gleichzeitig hoher Genauigkeit und kostengünstigem Preis sind die grundlegenden Anforderungen an Messsysteme für die Medizintechnik. Gerade Seilzugsensoren werden diesen Prämissen in hohem Maße gerecht.

Bei minimal-invasiven Operationen arbeitet der Chirurg üblicherweise mit zwei Werkzeugen, einem Halteinstrument und einem schneidenden Werkzeug. Diese Werkzeuge werden durch kleine Schnitte in der Bauchdecke in den Körper eingeführt, um dort z.B. die Gallenblase zu entfernen. Da keine direkte Sicht auf das Operationsfeld wie bei einer offenen OP möglich ist, muss mit dem Kamerabild auf einem Referenzmonitor gearbeitet werden. Das dafür verwendete Endoskop wird bisher von einem zweiten Chirurgen gehalten, darf aber auch bei mehrstündigen OPs nicht verwackeln.

Diese Vorgehensweise hat mehrere Nachteile.

Zum Einen können durch die Aufgabenteilung von Arbeiten und Sehen Kommunikationspro-

bleme entstehen, zum Anderen ist der Mensch nicht für längere, statische Halteaufgaben geeignet. Dadurch wird das Bild unstabil und wackelig. Darüber hinaus herrscht in vielen, vor allen kleineren Krankenhäusern, ein zunehmender Chirurgenmangel.

Diese Nachteile gleicht der Soloassist von Aktormed aus Barbing bei Regensburg nun aus. Der zweite Chirurg wird nicht mehr am OP Tisch benötigt. Das Endoskop wird in den Soloassist eingespannt und wird jetzt direkt vom Chirurgen ganz bequem mit einem Joystick bewegt.

Durch seinen universellen Aufbau kann der Soloassist das Endoskop um 360° um den Einstichpunkt drehen sowie gleichzeitig bis zu 90° schwenken, womit der Chirurg den kompletten Bauchraum mühelos einsehen kann.

Der Einsatz ist neben der Visceral- (Bauch-) chirurgie, auch in der Urologie und Gynäkologie möglich.

Der Chirurg kann mit dem Soloassist also bequem allein operieren. Wie bisher wird er dabei natürlich von einer OP Schwester unterstützt.

Technisch ist der Soloassist ein hydraulisch angetriebener Knickarmroboter, der zur Erfüllung seiner medizinischen Aufgabe speziell konstruiert wurde. Gesteuert wird die Mechanik durch eine zweifache Elektronik. Ein PC errechnet die notwendigen Bewegungen, wogegen eine zweite Elektronik für die Sicherheit sorgt.

Teile des Gerätes müssen und können sterilisiert werden. Dies geschieht bei 134° C in der Autoklave.

Für die Messung der Bewegungen des Soloassists werden drei Seilzugsensoren wireSENSOR MK30 von Micro-Epsilon verwendet.

Mit diesen Sensoren ist es möglich die Winkeländerung der Achsen zu erfassen und frei zu verarbeiten. Die aktive Kameraführung muss Röntgenbilder möglichst schattenfrei darstellen und daher können keine Drehgeber oder Potentiometer eingesetzt werden. Die Seilzugsensoren sind von der Größe her ideal und mit der notwendigen Genauigkeit ausgestattet.

Einbau und Justierung sind problemlos möglich. Lediglich das Seil der Sensoren befindet sich im Arm des Roboters. Die Sensoren selbst befinden sich unterhalb der Liege und beeinflussen dadurch Röntgenbilder kaum.

Seilzugsensoren funktionieren so einfach wie ein Maßband.

Kapazitive Wegsensoren Messbereiche 0,05 bis 10 mm Auflösung 0,0000375 μm Grenzfrequenz 50 kHz

Seilzug-Wegsensoren Messbereiche von 50 mm bis 50 m Hohe Genauigkeit Verschiedene Ausgangsarten

Laser-Profilsensoren

Messbereiche von 25 - 245 mm Modelle mit integriertem Controller Hohe Genauigkeit und Profilfrequenz

Sensoren für Weg, Position und Dimension

Laser-Wegsensoren Messbereiche von 2 bis 1000 mm Auflösung 0,03 µm Grenzfrequenz 37 kHz

Wirbelstrom-Wegsensoren

Messbereiche von 0,4 bis 80 mm Auflösung 0,09 nm Grenzfrequenz 100 kHz

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