Dicken- und Breitenmessung

Die Messung der Abmessungen bewegter Platten, Tafeln oder biologischer Gewebe kann aufgrund der Materialflexibilität oder der Produktionsgeschwindigkeit eine Herausforderung darstellen. Die Laser-Dickenmesssysteme von Riftek lösen diese Herausforderung durch den Einsatz lichtbasierter Methoden anstelle physischer Tastköpfe und gewährleisten so jederzeit eine zerstörungsfreie Dickenmessung.

Ein Laser-Dickenmesssystem arbeitet in der Regel in einer von zwei Grundkonfigurationen. Beim Aufbau mit einem Sensor erfasst ein Lasersensor zur Dickenmessung den Abstand zur Oberseite des Materials relativ zu einer kalibrierten Bezugsebene. Beim Aufbau mit zwei Sensoren messen die Sensoren gleichzeitig den Abstand zur Ober- und zur Unterseite. Zur Breitenkontrolle arbeitet das System als berührungslose Breitenmesslösung und setzt optische Mikrometer ein, die die genaue Position der Materialkanten verfolgen.

Als vielseitige Laser-Dickenmessgeräte sind diese Systeme unbeeinflusst von Materialtextur oder Schwingungen. Sie werden häufig als Messsystem für bearbeitete Bleche verwendet, um die Produktion in Echtzeit zu überwachen, selbst auf Hochgeschwindigkeitsförderbändern oder rotierenden Kalanderwalzen.

Die Breitenkontrolle ist für Materialien wie Band, Folie, Gummiplatten und extrudierte Profile ebenso entscheidend wie die Dickenkontrolle, da bereits kleine Abweichungen an den Kanten die nachgelagerte Schneid-, Wickel- und Montagegenauigkeit beeinträchtigen. Riftek-Breitenmesssensoren verwenden optische Mikrometer, um die exakte Position der Materialkanten berührungslos zu erfassen und so Verschleiß, Drift und Kalibrierdrift zu vermeiden, wie sie bei mechanischen Kantenführungen auftreten.

Ein einzelner Breitensensor ist für schmale Materialien mit fester Referenzkante ausreichend. Bei breiteren Bahnen oder Materialien, die sich während der Produktion seitlich verschieben, misst eine Konfiguration mit zwei Sensoren beide Kanten gleichzeitig und liefert einen absoluten Breitenwert, der auch dann genau bleibt, wenn das Material über die Linie wandert. Damit ist das System eine zuverlässige berührungslose Lösung zur Breitenmessung für Hochgeschwindigkeitsprozesse beim Converting, Extrudieren und Kalandrieren, bei denen ein Anhalten der Linie zur manuellen Breitenprüfung keine Option ist.

Als Laser-Breitenmessgerät aktualisiert das System die Messwerte kontinuierlich und überträgt sie direkt an die Prozesssteuerung, sodass Bediener Breitenabweichungen in dem Moment erkennen, in dem sie auftreten, und nicht erst, nachdem eine Charge bereits außerhalb der Toleranz gelaufen ist. Hier gilt dasselbe optische Prinzip wie bei der Dickenmessung: Kein physischer Kontakt bedeutet keine Verformung weicher oder empfindlicher Materialien und keinen Messfehler durch den Druck eines mechanischen Messgeräts.

Riftek bietet ein breites Spektrum spezialisierter Systeme, die als Instrument zur Dickenmessung in den unterschiedlichsten Anwendungen dienen:

• Industrielle Flachmaterialien. Unsere berührungslosen Dickenmessgeräte sind für die präzise Kontrolle von Bändern, Platten, Tafeln und Gummibahnen vorgesehen.
• Schneiden von biologischem Gewebe. Eine einzigartige optische Dickenmesslösung für Perikard, das in Herzklappenprothesen verwendet wird. Das System erstellt eine Höhenkarte, um die Gleichmäßigkeit vor dem automatisierten Laserschneiden sicherzustellen.
• C-Rahmen-Scanning-Systeme. Für die kontinuierliche Abtastung von Blechoberflächen bewegt sich ein am C-Rahmen montiertes Gerät zur Dickenmessung über das Material und nutzt eine Kalibrierplatte, um absolute Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
• Integration in Kalanderwalzen. Spezialisierte Laser-Dickenmessgeräte, die zur Montage über Walzen ausgelegt sind und IR-Laser verwenden, um auch in Umgebungen mit Wasserdampf stabile Messwerte zu gewährleisten.
• Breitenmessung. Unter Verwendung eines dedizierten Breitenmesssensors können diese Systeme je nach Breite des Objekts mit einem oder zwei Mikrometern konfiguriert werden.

Herkömmliche Kontaktmessgeräte messen Dicke und Breite, indem sie physisch gegen das Material drücken. Das funktioniert bei starren, stabilen Materialien, die sich mit niedriger Geschwindigkeit bewegen, verursacht jedoch Probleme, die in der modernen Produktion erheblich werden: Mechanischer Verschleiß verringert mit der Zeit die Genauigkeit des Messgeräts, Kontaktdruck kann weiche oder dünne Materialien verformen, und physische Tastköpfe können mit hohen Liniengeschwindigkeiten schlicht nicht Schritt halten, ohne zu springen oder der tatsächlichen Abmessung hinterherzulaufen.

Die berührungslose Lasermessung beseitigt diese Einschränkungen. Da der Sensor das Material nie berührt, gibt es keinen Verschleiß, der kompensiert werden muss, und kein Risiko, empfindliche Oberflächen wie dünne Folie, Gummi, Band oder biologisches Gewebe zu markieren oder zu verformen. Die Messung erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit, sodass das System Abmessungen auf schnell laufenden Linien und rotierenden Walzen ohne Genauigkeitsverlust erfassen kann. Außerdem muss die Produktion nicht angehalten werden, um einen Tastkopf neu zu kalibrieren — Lasersysteme halten ihre Genauigkeit durch eine in den Aufbau integrierte Referenzkalibrierung aufrecht.

Der Kompromiss liegt in der Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen: Optische Systeme benötigen eine freie Sichtlinie und können durch Staub, Dampf oder starkes Umgebungslicht beeinflusst werden. Deshalb verwenden Riftek-Systeme für Kalanderwalzen und industrielle Platten IR-Laser und geschlossene optische Pfade, um selbst unter feuchten oder partikelreichen Bedingungen stabile Messwerte zu gewährleisten. Für die meisten industriellen Anwendungen an Platten, Folien und Bahnen bietet die berührungslose Messung jedoch ein Maß an Geschwindigkeit, Präzision und Materialsicherheit, das Kontaktmessgeräte nicht erreichen.

Moderne Laser-Dickenmesssensoren bieten eine herausragende technische Leistung und stellen ein robustes Messgerät zur Dickenmessung mit einer Auflösung im Mikrometerbereich bereit. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören hohe Abtastraten, automatisierte Kalibrierung und die Fähigkeit, eine unbegrenzte Anzahl von Kontrollpunkten zu unterstützen.

Ein fortschrittliches Dickenmessgerät von RIFTEK kann Umgebungseinflüsse kompensieren und liefert auch unter rauen Industriebedingungen stabile Messwerte. Diese Systeme umfassen häufig einen Schaltschrank und einen industriellen Panel-Computer, der Sensordaten erfasst, statistisch auswertet und die Ergebnisse in Echtzeit anzeigt. Als spezialisiertes Breitenmessgerät liefern unsere optischen Systeme gleichbleibend zuverlässige Daten zur Kantenverfolgung für Linien der Massenfertigung.

Riftek-Systeme zur Dicken- und Breitenmessung sind dafür ausgelegt, als Teil der Produktionslinie zu arbeiten, nicht als separater Offline-Prüfschritt. Sie können als eigenständige Einheiten für periodische Prüfungen oder als Inline-Stationen in einer CNC-gesteuerten Umgebung installiert werden, wobei die Sensoren typischerweise direkt über oder um den Materialweg montiert werden — zum Beispiel in einer C-Rahmen-Konfiguration, die über die gesamte Breite einer bewegten Platte scannt, oder über Kalanderwalzen positioniert, um das Material während der Formgebung zu überwachen.

Diese Inline-Platzierung ermöglicht es, Messdaten direkt in einen CNC- oder SPS-gesteuerten Prozess einzuspeisen. Anstatt Material außerhalb der Toleranz erst im Nachhinein zu kennzeichnen, unterstützt das System eine Regelung im geschlossenen Regelkreis: Echtzeit-Abmessungsdaten können genutzt werden, um Walzendruck, Extrusionsgeschwindigkeit oder Schneidparameter automatisch anzupassen und Abweichungen zu korrigieren, bevor fehlerhaftes Material weiter die Linie hinunterläuft. Bei automatischen Dickenmessaufbauten wird die Qualitätskontrolle dadurch von einem Prüfpunkt zu einer kontinuierlichen Rückkopplungsschleife.

Jedes System kombiniert seine Sensoren mit einem Schaltschrank und einem industriellen Panel-PC, die Messdaten erfassen, statistische Analysen durchführen und Ergebnisse in Formaten ausgeben, die mit gängigen Industrieprotokollen kompatibel sind. Systeme können auch für den Fernbetrieb konfiguriert werden, sodass Riftek-Geräte problemlos an bestehende CNC-Linien, SCADA-Systeme oder eine werksweite Qualitätsüberwachung angebunden werden können, ohne den Produktionsablauf um die Messhardware herum neu zu gestalten — ein Aufbau, der gut zu Industrie-4,0-Umgebungen passt, in denen datenbasierte Prüfung für die Einhaltung von Toleranzen bei Dünnfolien oder Grobblechen unerlässlich ist.

Laser-Dickenmesssysteme werden in zahlreichen Branchen breit eingesetzt, darunter:

• Holz und Bauwesen. Für Platten und Gipskartonplatten.
• Gummi und Kunststoffe. Für die kontinuierliche Extrusion und kalandrierte Platten.
• Metallbearbeitung. Als zuverlässiges Werkzeug zur Messung der Metalldicke in Walzwerken.
• Medizintechnik. Für die hochpräzise optische Dickenmessung von Biomaterialien.
• Verpackung. Verwendung eines Breitenmesswerkzeugs zur Kontrolle von Bändern und Verpackungsbändern.

In der industriellen Produktion bezeichnet „Bahn“ einen kontinuierlichen Materialstreifen — Folie, Gummiplatte, Band oder Gewebe — der sich mit Produktionsgeschwindigkeit durch eine Linie bewegt. Ein Laser-Dickenmesssystem erfasst diese Bahn berührungslos, sodass das Material für eine Messung nie verlangsamt oder angehalten werden muss.

Der Sensor misst an einem festen Punkt entlang der Linie, während die Bahn unter den Sensorköpfen hindurch oder zwischen ihnen verläuft. Da der Laserstrahl sofort reagiert, werden die Dickenmesswerte kontinuierlich aktualisiert, während sich das Material bewegt, statt nur in festen Intervallen oder an stichprobenartigen Prüfpunkten. Genau das macht das System für Hochgeschwindigkeitslinien beim Converting und Extrudieren geeignet, bei denen sich eine Bahn zu schnell bewegt, als dass manuelle oder kontaktbasierte Stichproben mithalten könnten. Jede Ausdünnung, Verdickung oder Kantenabweichung erscheint in Echtzeit in den Daten und gibt Bedienern die Möglichkeit, den Prozess zu korrigieren, bevor sich außerhalb der Spezifikation liegendes Material nachgelagert ansammelt.

Die Dickenmess- und Breitenkontrollsysteme von Riftek vereinen Präzision, Zuverlässigkeit und industrielle Robustheit. Unsere Lösungen sind so konzipiert, dass sie anspruchsvolle Anforderungen erfüllen und gleichzeitig ein genaues Dickenmessgerät bieten, das über lange Produktionszyklen hinweg arbeitet.

Zu den wesentlichen Vorteilen gehören flexible Sensormontage, Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung und nahtlose Integration in CNC- und SPS-Systeme. Wenn Sie ein fortschrittliches Gerät zur Dickenmessung oder ein leistungsstarkes Messsystem zur Breitenmessung suchen, ist Riftek die richtige Wahl. Unsere Experten helfen Ihnen bei der Auswahl des optimalen Instruments zur Dickenmessung für Ihr spezifisches Material und Ihre Umgebung.