Komplettmessung für Spaltband - Micro-Epsilon Messtechnik GmbH ...

MICRO-VIEW
Mitteilungen der MICRO-EPSILON Gruppe Ausgabe Nr. 1/2010
Komplettmessung für Spaltband
Ein wichtiges Qualitäts-Merkmal
von Kaltbändern ist ein exaktes
Dickenprofil. Halbzeuge, die
in Warm- und Kaltwalzprozessen
hergestellt werden, weisen
Dickenabweichungen auf.
So entstehen u.a. durch Walzendurchbiegungen
Abweichungen
von der Solldicke.
Lasersensoren sind in der Lage
das Profil zuverlässig zu erfassen
und präzise Stellgrößen für
die Regelung zu liefern.
Foto: Flender
Herkömmliche mechanische Dickenmessanlagen
messen berührend über eine
zangenförmige Anordnung an einzelnen
Messpunkten die Dicke. Die Werte werden
anschließend interpoliert, womit aber nur
eine grobe Aussage über die Dicke möglich
ist. Für eine detailliertere Quer- oder gar
Längsprofilerfassung im Fertigungsprozess
ist eine derartige Anordnung zu träge und
ungeeignet.
Darüber hinaus sind diese Messverfahren
oft verschleißanfällig und stören den Produktionsablauf.
Foto: Flender
Die Alternative zu Radiometren
Radiometrische Verfahren benötigen die
Strahlung einer Isotopenquelle, die durch
das Blech gedämpft wird. Die Differenz ausgesendeter
und empfangener Strahlung wird
dann zu einer mittleren Dicke umgerechnet.
Das Verfahren ist jedoch stark von der Legierung
und Materialbeschaffenheiten abhängig.
Strahlenschutz, Strahlenschutzbeauftragte
ggf. für drei Schichten und permanente
Sicherheitsprüfungen verbinden diese Methode
mit hohen variablen Kosten. Eine neue
Alternative zur bisherigen Dickenprüfung ist
der Einsatz von laseroptischen Sensoren.
MICRO-EPSILON bietet dafür verschiene Varianten
an. Ein einfaches C-Bügel Messgerät
erfasst die Dicke an einer wählbaren Spur
in Produktionsrichtung durch zweiseitige
Abstandsmessung mit Lasersensoren. Eine
mehrspurige Dickenmesseinrichtung arbeitet
mit zwei Sensoren je Messspur in einem
geschlossenen O-Rahmen. Diese Vorgehensweise
bedingt neue Herausforderungen
hinsichtlich der Positionierung und Kalibrierung
der Sensoren sowie der Kompensation
einer Rahmendurchbiegung. Aus diesem
Grund setzen MICRO-EPSILON Systeme auf
eine traversierende Messung, welche eine
Verbiegungskompensation beinhaltet und
in einer sog. Parkposition eine automatische
Kalibrierung durchführen kann. Neben der
Ausgabe mehrerer Festspuren ermöglicht
diese Variante auch die Erfassung eines
kompletten Dickenprofils über die gesamte
Produktbreite.
Neues Verfahren zur Profilerfassung
Auch bei der neuen High-End-Lösung traversiert
die Sensorik entlang des Messspalts
über die gesamte Bandbreite. Im Gegensatz
zu den bisherigen Lösungen werden hier jedoch
zwei Laser-Linien-Scanner verwendet,
welche ein deutliches Plus bei Genauigkeit
und Grundabstand zum Metallband bieten.
Die Innovation des neuen O-Rahmenmodells
von MICRO-EPSILON Messtechnik liegt im
Einsatz von speziell adaptierten Laser-Linien-Scannern.
Diese bieten, bei größerem
Abstand zum Messobjekt und damit einem
höheren Messspalt, mehr Präzision in der
Beispiel-Spezifikation
Dicke:
1 - 5 mm
Messspalt: 300 mm
Linearität: ± 5 µm
Ausgabe: Dickenprofil
Breite: Linearität: ± 100 µm
Ausgabe: max. 25 Streifen
Geschwindigkeit: Anlage: max. 580 m/min
Signalübergabe für
Synchronisation der
Messerwelle
Länge:
Coillänge, Bandlänge
Linearität ± 0,05 %

MICRO VIEW Ausgabe Nr. 1/2010
Erfassung der Dicke als Punktsensoren. Mit
einem Messspalt von 300 mm toleriert das
System große Schwankungen in der Bandführung
und ist äußerst robust im Einsatz.
Ein zusätzlicher mechanischer Schutz sichert
das Messsystem vollständig ab, denn
erfahrungsgemäß besteht bei Vibrationen
der Metallbahn oder gebogenen Band-
Enden immer ein Gefahrenpotential für die
hochpräzise Sensorik.
Der Einsatz von Profilsensoren gegenüber
Punktsensoren erhöht die Informationsdichte
und lässt somit eine wesentlich bessere
optische Messung auf unterschiedlichste
Bandmaterialien zu. Auch die Messgenauigkeit
wurde durch die Laser-Linien gegenüber
dem Punktlaser signifikant verbessert,
so werden mit der Anlage 0,01 mm Genauigkeit
bei einer maximalen Bandbreite von
4 m erreicht. High-Tech-Lichtschranken unterstützen
die Profilsensoren. Sie übernehmen
die Aufgabe der Breitenmessung und
ggf. Kantendetektion einzelner Streifen nach
dem Spalten. Alle Messdaten können zur
Dokumentation des Metallbandes verwendet
werden. Die Messdaten „Dicke“ und „Profil“
werden online einer genauen Position auf
dem Band zugeordnet.
Die Bandposition wird ebenfalls berührungsfrei
erfasst. Zum Einsatz kommt hier die
bewährte ASCOspeed Technologie, die im
Kaltbandbereich vielerorts einen guten Namen
genießt, wurden doch Walzwerke und
Bandanlagen durch den Maschinenbauer
oft mit dieser Technik ausgerüstet. Das
ASCOspeed erfasst die Bandgeschwindigkeit
deutlich sicherer als bisher die Geber
an den Walzen oder separate Messräder.
Schlupf und betriebsbedingte Abnutzung
werden durch die berührungsfreie Arbeitsweise
vermieden. Die aktuelle Bandlänge
wird präzise erfasst und bildet die Basis für
ALUMINIUM 2010
14. - 16. September 2010
8. Weltmesse & Kongress
Messegelände Essen, Eingang West, Süd
Norbertstraße, 45131 Essen
Halle 2, Stand 2F04
SPS/IPC/DRIVES 2010
Fachmesse für elektrische
Automatisierung
23. -25. November 2010
Messezentrum Nürnberg
Halle 7A, Stand 7A-202
Foto: Flender
das Coilprotokoll. Die Längengenauigkeit
beträgt 0,05 % und sichert eine spätere leichte
Auffindung von z.B. durch Walzenschlag
außermaßige Bandabschnitte. Bei der Einbindung
der Profilmessung in eine Spaltanlage
können alle Streifen in Breite und Profil
gemessen werden. Jeder Streifen kann ein
eigenes Messprotokoll bekommen. So werden
nachfolgende Prozessschritte der Qualitätssicherung
besser unterstützt.
Verwendet wird die Anlage in Servicezentren
zur Eingangskontrolle von Warmband vor
dem Kaltwalzen sowie nach dem Spalten
der Coils.
Die Anlage ist im oberen Leistungssegment
für Systeme zur Messung der Metallbandgeometrie
zu sehen. Bekannte bisherige
Verfahren werden damit wirkungsvoll substituiert.
Die Wirtschaftlichkeit der Investition
in eine Messung mit Laserscannern liegt
in der nunmehr detaillierten Kenntnis der
realen Bandtoleranzen bis hin zur Dokumentation
jedes einzelnen Streifens für den
Endkunden.
Die Aluminium 2010 ist als Weltmesse für die Metallurgie ein richtungsweisender Höhepunkt. Dabei sind
industrielle Sensoren und Messsysteme stets ein wichtiges Thema. Besonders großer Resonanzerfreuten
sich in den letzten Jahren Systemlösungen von Micro-Epsilon für die metallverarbeitende Branche.
Besuchen Sie unseren Stand und erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten zur Produktionsoptimierung
und Effizienzsteigerung mit Messtechnik und Systemen von Micro-Epsilon.
STAHL 2010
Internationale Jahrestagung
11. und 12. November 2010
CCD Congress Center Düsseldorf
Stand F12
Wissenswertes
Laser-Linienscannner
Bei einer Messung mit dem „scanCONTROL“
wird das reflektierte Licht einer Laserlinie von
einer hochempfindlichen CMOS-Matrix aufgenommen,
die ein präzises Abbild dieses
Lichtschnittes und damit der Oberflächenhöhenreliefs
erzeugt. Jede Veränderung des
Profiles 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 Aneinanderreihung
der einzelenen Linienprofile
ein 3D-Abbild des Messobjektes. Das Höhenprofil
(x.z-Koordinaten) wird durch den
Sensor erfasst.
ASCOspeed Technologie
Bei der optischen Geschwindigkeitsmessung
wird ein Sensor gitterartig strukturiert. Man
spricht hier von einem Lattenzauneffekt. Bei
bewegten Materialien entsteht auf dem Sensor
eine Modulation, dessen Frequenz der
zu messenden Geschwindigkeit proportional
ist. Die Referenz des Siliziumgitters, woraus
der Sensor besteht, ist hochstabil und die
Basis für diese neue Präzisionsmesstechnik.
Spezielle Frequenzanalysealgorithmen sorgen
für eine weitgehend störungsfreie Messung
auch unter Walzwerksbedingungen.
Geschwindigkeits- und Längenmesstechnik:
MICRO-EPSILON Optronic GmbH
Tel.: +49 (0)35201 - 7290
MICRO-EPSILON Messtechnik
Tel. +49 (0)8542 - 1680
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Alle Sensoren und Messsysteme unter
www.micro-epsilon.de