Durchmesser, Ovalität, Profil und Form

Die Maßmessung von Durchmesser, Ovalität, Profil und Form an Fertigprodukten oder in der Linie ist in vielen Produktionsbereichen ein verbreiteter Bedarf: Extrusion von Kunststoff und Gummi, Ziehen von Drähten und Kabeln, Herstellung von Metall- und Kunststoffrohren, Walzen von Profilen, Fertigung von Ringen und Wälzlagern. Laser- und optische Technologien ermöglichen die kontinuierliche, berührungslose Prüfung von Produkten, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, und liefern nicht nur den Maßwert, sondern auch Prozessstatistiken, die sich für die automatische Regelung der Anlage nutzen lassen.

Messtechnologien

Die am häufigsten genutzten Prinzipien sind: die Schattenmessung mit Laser, bei der ein Lichtstrahl auf einen Zeilensensor projiziert wird und das Objekt einen Teil des Strahls unterbricht, wodurch ein Schatten entsteht, dessen Breite dem Durchmesser entspricht; das rotierende Laser-Scanning (Drum Scanner), das das vollständige Profil des Produkts aus mehreren Winkeln rekonstruiert; die Mehrsensor-Lasertriangulation, bei der zwei oder mehr im Winkel von 90° oder 120° angeordnete Köpfe den Querschnitt des Teils erfassen; die industrielle Bildverarbeitung mit telezentrischen Kameras für hochpräzise 2D-Messungen; sowie Laser-Linienprofilometer für die 3D-Erfassung komplexer Oberflächen und Schweißnähte.

Verfügbare Systemkategorien

Dieser Bereich umfasst einachsige und mehrachsige Laser-Durchmessermessgeräte für Profile, Rohre, Drähte und Kabel, automatische Systeme für die Innenmessung von Ringen und Bohrungen mit Ovalitätsprüfung (Ring Check), berührungslose Breiten- und Längenmessgeräte für Bänder und Bleche, 2D- und 3D-Laserprofilometer für Scanning und Formprüfung sowie Systeme für die geometrische Prüfung von Rohren (Durchmesser, Ovalität, Geradheit, Exzentrizität).

Überwachte Kenngrößen

Durchmesser und Toleranzen

Der Nenndurchmesser wird mit den Toleranzgrenzen (USL, LSL) verglichen, um die Prozessfähigkeit Cp und Cpk zu berechnen. Mehrachsige Systeme liefern Mindest-, Höchst- und Mitteldurchmesser sowie die Ovalität.

Form und Geometrie

An zylindrischen Produkten werden Ovalität, Konizität, Exzentrizität und Geradheit über die Länge gemessen. An flachen oder geformten Profilen rekonstruieren die Profilometer den vollständigen Querschnitt zur Prüfung von Form, Versatz und Ebenheit.

Anwendungen und Branchen

Lasersysteme für Durchmesser und Profil werden eingesetzt in Drahtziehlinien, bei der Extrusion von Rohren und Profilen aus Kunststoff und Gummi, beim Walzen von Walzdraht und Stäben, in der Herstellung von elektrischen und optischen Kabeln, in der Fertigung von Wälzlagern und Präzisionsbauteilen sowie in Beschichtungsprozessen für Rohre und Drähte. Die kontinuierliche Datenerfassung ermöglicht die statistische Kontrolle in Echtzeit und die automatische Rückführung auf die Prozessparameter (Liniengeschwindigkeit, Temperatur, Extrusionsdruck).

Bezugsnormen

Für optische Messsysteme gelten die Richtlinie VDI/VDE 2617 für die Leistungsprüfung und die VDI/VDE 2634 für 3D-Scanning-Systeme. Die Maßspezifikationen der Produkte folgen den Normen ISO 1101 (Form- und Lagetoleranzen), ISO 286 (ISO-Toleranzen), EN 10220 für Rohre und ISO 6892 für metallische Werkstoffe. Die messtechnische Überprüfung der Laser-Liniensysteme erfolgt mit zertifizierten zylindrischen Normalen, kalibriert nach ISO 17025. Die Auswahlkriterien werden auf den Seiten der einzelnen Kategorien vertieft.

Bei der Auswahl eines Messsystems ist der Kompromiss zwischen Genauigkeit, Geschwindigkeit, Integrationsaufwand und Lebenszykluskosten zu berücksichtigen. Ein richtig ausgelegtes System verringert nicht nur den Ausschuss und steigert die Produktivität, sondern liefert auch Prozessdaten, die die Analytics-Systeme des Unternehmens speisen und eine vorausschauende Instandhaltung ermöglichen. Die technologische Entscheidung sollte stets durch eine Machbarkeitsstudie am realen Musterteil abgesichert werden, einschließlich MSA (Measurement System Analysis), Gage R&R und der Berechnung der erweiterten Messunsicherheit nach GUM.