3D-Geometrieprüfung direkt in der Produktionslinie

Laser-Linientriangulation als präzises Messprinzip

Das Messprinzip basiert auf der Laser-Linientriangulation. Dabei wird eine Laserlinie auf die Oberfläche des Messobjekts projiziert und von einer Empfangseinheit unter einem definierten Winkel erfasst. Aus der Position und Form der reflektierten Linie berechnet der Sensor ein Höhenprofil. Bei bewegten Objekten oder durch das kontinuierliche Erfassen entlang der Produktionsrichtung entsteht aus den aneinandergereihten Profilen eine 3D-Punktewolke. In der industriellen Praxis hat sich dieses Verfahren als robustes, berührungsloses und hochauflösendes Messprinzip etabliert, da es schnelle Messungen mit hoher Genauigkeit auf unterschiedlichsten Oberflächen ermöglicht, ohne das Material zu beeinflussen oder beschädigen. Dies ist insbesondere bei empfindlichen Oberflächen wie weichen Kunststoffen, beschichteten Profilen oder frisch gefertigten Halbzeugen ein entscheidender Vorteil.

Präzise Messdaten für komplexe Geometrien

Das profileGAUGE 3D erreicht eine Systemgenauigkeit von bis zu ±5 µm und schafft damit die Grundlage, selbst kleinste Geometrieabweichungen frühzeitig und zuverlässig zu erkennen. Mit einer gesamten Auflösung von 8.192 Punkten pro Profil werden auch feine Konturen, Kanten und Radien detailliert erfasst. Der Standard-Messbereich von 40 mm deckt typische Profilanwendungen ab und kann abhängig vom Messobjekt auf bis zu 120 mm erweitert werden, wodurch sich das System flexibel an unterschiedliche Bauteilgeometrien anpassen lässt. Das profileGAUGE 3D ist als Komplettlösung aufgebaut und umfasst Messbügel, Laserscanner, Schaltschrank, Panel-IPC und Software. Dadurch verringert sich der Integrationsaufwand erheblich.

Automatische Kalibrierung in unter zwei Sekunden

Für stabile Inline-Messungen ist die regelmäßige Kalibrierung ein zentraler Faktor. Temperaturänderungen, mechanische Einflüsse oder Sensordrift können Messbedingungen verändern und langfristig die Genauigkeit beeinflussen. Das profileGAUGE 3D verfügt deshalb über eine automatische Kalibrierfunktion, die reproduzierbare Messbedingungen im laufenden Betrieb unterstützt. Die Kalibrierung erfolgt in weniger als zwei Sekunden und minimiert prozess- und umgebungsbedingte Einflüsse auf die Messstabilität. Gleichzeitig unterstützt die Auswertesoftware die Optimierung der Kalibrierintervalle für die jeweiligen Umgebungsbedingungen.

Software für Auswertung, Überwachung und Prozessführung

Die Parametrierung erfolgt über die Software 3DInspect sowie die profileGAUGE-Software. Messprogramme, Prüfmerkmale, Toleranzen und Ergebnisgrößen werden anwendungsspezifisch eingerichtet und anschließend automatisiert abgearbeitet. Die relevanten Messwerte und Qualitätsinformationen werden prozessgerecht ausgegeben und können zur Überwachung und Regelung direkt an die Anlagensteuerung übertragen werden.

Für die industrielle Integration stehen verschiedene Schnittstellen wie PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT und OPC UA zur Verfügung. Ergänzend sind Funktionserweiterungen wie digitale I/Os oder Encoder-Eingänge verfügbar. Dadurch lässt sich das Messsystem flexibel einbinden.

Messung von Rundprofilen in Extrusionslinien

Ein typischer Einsatzbereich des profileGAUGE 3D ist die Messung von Rundprofilen in Extrusionslinien. Nach dem Austritt aus dem Werkzeug und der anschließenden Abkühlung müssen Durchmesser, Rundheit und Lage des Profils kontinuierlich überwacht werden. Bereits kleine Abweichungen können darauf hinweisen, dass Prozessparameter wie Temperatur, Ziehgeschwindigkeit oder Werkzeugzustand angepasst werden müssen. Das profileGAUGE 3D erfasst das Rundprofil aus mehreren Blickrichtungen, berechnet die relevanten Geometrieparameter direkt in der Linie und übergibt die Messwerte bei Bedarf an die Anlagensteuerung. So lässt sich feststellen, ob der Durchmesser innerhalb der Toleranz liegt, ob das Profil ovalisiert ist oder ob Lageabweichungen auftreten.

Inline-Geometrieprüfung von komplexen Profilen

Ein weiterer Einsatzbereich ist die Prüfung komplexer Profile mit mehreren Funktionsflächen. Bei technischen Kunststoff- oder Metallprofilen sind häufig Winkel, Radien, Wandstärken, Spaltmaße und definierte Kantenlagen entscheidend für die spätere Funktion. Eine punktuelle Prüfung reicht hier nicht aus, da lokale Verzüge oder asymmetrische Abweichungen die Funktion des Bauteils beeinträchtigen können. Das profileGAUGE 3D erstellt eine umfassende 3D-Beschreibung des Profils und wertet die definierten Prüfmerkmale automatisch aus. Soll-Ist-Abweichungen werden zuverlässig erkannt und dokumentiert.