Kleberaupenprüfung

Eine weitere Messaufgabe betrifft den Klebeauftrag, der schon vor dem Einpassen der Scheibe erfolgt und ebenfalls durch einen Laserscanner geprüft wird. Dazu wird der Scanner direkt an dem Roboter montiert, der die Kleberaupe aufträgt. Hierbei fährt der Sensor über die Stellen, auf die der Kleber bereits aufgebracht wurde, und erstellt ein 3D Abbild der Kleberaupe, das Aufschluss darüber gibt, ob die Menge des Klebers ausreicht, ob der Auftrag lückenlos erfolgt ist und ob die Kleberaupe an der richtigen Stelle angebracht wurde (Bild 4). Alle erfassten Messwerte werden separat gespeichert. Sollte zu einem späteren Zeitpunkt ein Fehler im Prozess auftreten, kann zur Fehleranalyse auf diese Messwerte zurückgegriffen werden.

Stärken der optischen Sensoren

Die Stärken der Laserscanner Scancontrol und Laser-Triangulationssensoren OptoNCDT liegen in ihrer kompakten Bauweise, wodurch sie sich auch bei wenig Platz sehr gut in die roboterbasierte Applikation integrieren lassen. Dank robuster Verkabelung sind die Sensoren für die extremen Dreh und Torsionsbewegungen am Roboterarm geeignet.

Sie haben zudem eine integrierte, hochempfindliche Empfangsmatrix, die es ermöglicht, auf fast allen industriellen Materialien zu messen, und dies weitestgehend unabhängig von der Oberflächenreflexion. Die Echtzeit Qualitätskontrolle ermöglicht ein sofortiges Eingreifen in die Produktionssteuerung. Zur Auswahl stehen Sensoren mit roterLaserdiode oder mit Blue-Laser-Technologie, die in der Regel dann eingesetzt wird, wenn das rote Laserlicht an seine Grenzen stößt. Dies ist beispielsweise bei organischen Materialien, Holz, semitransparenten Materialien oder glühenden Metallen der Fall. Das blaue Laserlicht lässt sich auf bestimmten Oberflächen schärfer fokussieren und ermöglicht auch dort hochpräzise Messergebnisse. Für Anwendungen, bei denen raue Umgebungsbedingungen herrschen, bietet Micro-Epsilon Zubehör an, das die Sensoren schützt. So ist etwa für Schweißapplikationen ein spezielles Gehäuse erhältlich, dessen Schutzscheiben austauschbar sind. Eine zusätzliche Druckluftspülung schützt die optischen Komponenten vor Staubablagerungen.

Messprinzip des Laserscanners und der Laser-Triangulationssensoren

Der Laser-Profilscanner greift auf das Triangulationsprinzip zur zweidimensionalen Profilerfassung zurück. Er sendet einen Laserstrahl aus, der zu einer Laserlinie aufgeweitet wird. Diese trifft auf das Messobjekt. Das Laserlicht wird von der Oberfläche des Messobjekts reflektiert und auf einer hochempfindlichen Empfangsmatrix im Sensor abgebildet. Der Controller berechnet aus diesem Matrixbild neben den Abstandsinformationen (Z-Achse) auch die Position entlang der Laserlinie (X-Achse). Diese Messwerte werden dann in einem sensorfesten, zweidimensionalen Koordinatensystem ausgegeben. Bei bewegten Objekten oder bei Traversierung des Sensors lassen sich somit auch 3D-Messwerte ermitteln.

Das Messprinzip der Laser-Triangulation basiert auf einer einfachen geometrischen Beziehung: Eine Laserdiode emittiert einen Laserstrahl, der auf das Messobjekt gerichtet ist. Die reflektierte Strahlung wird über eine Optik auf einer CCD-/CMOS-Zeile abgebildet. Der Abstand zum Messobjekt wird über eine Dreiecksbeziehung zwischen Laserdiode, Messpunkt auf dem Objekt und Abbild auf der CCD-Zeile bestimmt. Die Messauflösung erreicht dabei den Bruchteil eines Mikrometers.

Literatur

1. Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg: www.micro-epsilon.de
2. Video: www.youtube.com/watch?v=xa2UzGmbQHQ