Die Sonderschau Berührungslose Messtechnik ist seit vielen Jahren ein fest etablierter Marktplatz der Innovationen auf der Control in Stuttgart. Wir geben Ihnen vorab einen Überblick über die ausstellenden Firmen und Institutionen.

Die Highlights der Sonderschau

Optische 3D-Messsysteme

Messtechnik

Optische Mess- und Prüftechnik

Geometrische Messtechnik

Fertigungsmesstechnik

Messe Control

qz-online.de

Software für Optische Messtechnik

Optische Mess- und Prüfverfahren

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Kunststoff

Berührungslose Messtechnik

Falzklebeverbindungen werden in der Automobilindustrie bei Anbauteilen wie Türen, Front- oder Kofferraumklappen sowie Kotflügeln eingesetzt.

Der Weg zur perfekten Falzklebeverbindung

Verbindungstechnik Verfahren

Verbindungstechnik

Verbindungstechnik, hybride

Anspruchsvoller  Fügeprozess

Für den Einsatz in rauen Umgebungen bietet Matrix Vision, Oppenweiler, mit der Option IP67C eine zusätzliche, kostengünstige und wasserdichte Variante der mvBlueCOUGAR-X Industriekamera an.

Bildverarbeitung

Fertigungsautomation

Bildverarbeitungssysteme

Bildverarbeitung, Machine Vision

Industrielle Messtechnik

Wasserdichte Variante

Multisensorik erhöht die Flexibilität im Messprozess. Die neue APR (Automatic Probe Recognition) von Werth Messtechnik, Gießen, sorgt durch automatische Erkennung von Art, Position und Korrekturdaten des Sensors für sichere Messprozesse.

Bildsensoren

Sensoren,  optische

Sensoren / Messwertaufnehmer

Werth APR – Sensorik automatisch erkennen und Messungen sicher umsetzen

Ein sehr weit verbreitetes Verfahren zur optischen Formerfassung ist das Lichtschnittverfahren. Hierbei wird – meist mittels eines Lasers – ein gefächerter Lichtstrahl unter einem bekannten Winkel auf das Messobjekt projiziert.

Optische 3-D-Messtechnik

Messen und Prüfen

Lasermesstechnik

Lichtschnittverfahren

Die neue, zum Patent angemeldete Erweiterung für geschliffene Prismen für die Goniometer Goniomat M5/M10 von Möller-Wedel Optical ermöglicht laut Hersteller die Messung der Prismenwinkel von geschliffenen und geläppten Prismen mit einer Rauheit Rq von 1,0 µm oder kleiner und einer maximalen Messunsicherheit von 10 Winkelsekunden. Die erreichbare Genauigkeit und Messbarkeit des Prüflings ist von der Größe und der Rauheit der Prismenflächen abhängig.

Elektrische / Magnetische Messtechnik

Erweiterung für  geschliffene Prismen

Sie bilden vielfach das starke technologische Fundament unserer digitalisierten Welt und sind doch hauchdünne Sensibelchen: Wafer – die Träger integrierter Schaltkreise.

©naka – <a href="http://stock.adobe.com">stock.adobe.com</a>

Rauheitsmessung von Waferoberflächen mit Streulichtsensoren

Vorrichtungssysteme

Zusammenspiel von Vakuum und Licht-Geschwindigkeit

Die über die klassische Kameratechnik hinausgehenden Messmethoden für die zerstörungsfreie Prozessüberwachung gliedern sich in eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren. Deren Auswahl fällt potenziellen Nutzern in produzierenden Unternehmen oftmals nicht leicht.

Wie Sie ein geeignetes zerstörungsfreies Prüfverfahren auswählen

Wächter der  Produktqualität

Werth Messtechnik, Gießen, präsentiert im Bereich Computertomografie eine neue Submikrofokusröhre sowie ein neues Kompaktgerät mit einer Leistung von 500 W, besonders geeignet für Inline-Messungen.

Bild 1. Multisensor-Messung mit Bildverarbeitung und Werth Zoom (links), konventionellem Taster am Dreh-Schwenk-Gelenk (Mitte) und Chromatic Focus Line Sensor (rechts) am ScopeCheck FB

Mobile Koordinatenmesstechnik

Röntgentomografie legt an Leistung zu,  Multisensorik wird noch flexibler

Oft muss zwischen Kamera und PC auch eine größere Distanz überbrückt werden. Für solch anspruchsvolles System braucht es Kameras mit der richtigen Schnittstelle.

Bild 1. Kameras mit der neuen Schnittstelle CoaXPress-12 bieten beste Bildqualität

Kameras

Messe Vision

Kameras für hohe Ansprüche

In einem Forschungsprojekt werden nun objektive Skalen entwickelt und basierend auf den Daten, Automatisierungslösungen entwickelt.

Bild 1. Das Forschungsvorhaben „Kombi“ unterstützt die Befähigung ungelernter Mitarbeitern bei der manuellen Sichtprüfung und ermöglicht den Einsatz neuer Technologien.

So lassen sich manuelle Sichtprüfungen objektivieren

Automatisierungstechnik

Gewusst wie

Bei einem Hersteller von Hydraulikventilen erhöht sich die Fehlerquote, je mehr unterschiedliche Varianten an einem Arbeitsplatz montiert werden. Um die Fehlerhäufigkeit zu reduzieren, entwickelte das Fraunhofer IFF flexible Technologien für die Montageassistenz und -prüfung.

Bild 1. An einem Demonstrator-Arbeitsplatz zur Ventilmontage werden flexible Technologien für die Montageassistenz und -prüfung erprobt.

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Flexible Assistenz für variantenreiche manuelle Montageaufgaben

Augmented Reality für die Qualitätssicherung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Qualitätssicherung

Digitaler Zwilling

Software

Simulation

Bedarfsgerechte Unterstützung

Mettler-Toledo PCE gibt die Markteinführung seiner neuen integrierten Mark & Verify-Systeme bekannt.

Optische Codeleser für 1D/2D-Code

Messtechniksoftware

Messdatenerfassung und -verarbeitung

Optische Zeichenerkennung OCR

Software für Qualitätssicherung

Barcode-Systeme

Identtechnik

METTLER-TOLEDO erweitert Track & Trace-Funktionen und stellt neue integrierte Mark & Verify-Systeme vor

Polyrix stellt auf der Control in Stuttgart den Surround 3D Scanner PolyScan in den Mittelpunkt des Messeauftritts.

Die Liveinspection ermöglicht mithilfe der Surround-Anordnung der hochauflösenden Projektoren, die Abwei-chungen direkt auf das Messobjekt zu projizieren.

2D/3D-Messtechnik

Laserscanner zum Messen

PolyScan Surround 3D-Scanner von Polyrix

Fraunhofer-Geschäftsbereich Vision zeigt zur Control 2022 eine Auswahl aktueller Mess- und Prüfsysteme mit Bildverarbeitung für die Qualitätssicherung in der Produktion.

Zentrales Exponat von Fraunhofer Vision auf der Control 2022: Der Roboter, der durch KI-basierte Algorithmen gesteuert wird, pickt Bauteile aus einer Kiste einzeln auf und positioniert sie korrekt vor drei unterschiedlichen Sensoren.

Fraunhofer Vision auf der Control 2022

Bildverarbeitungs-Software

Künstliche Intelligenz für die Qualitätssicherung

Messsysteme

Dienstleistungen

Kalibrierdienste

Schichtdickenprüfgeräte

Werkstoffprüfung

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Machine Learning als Schlüsseltechnologie für die Qualitätssicherung mit Bildverarbeitung

Die Qualität planoptischer Komponenten sichern

Neues Messverfahren für die Prismenfertigung

Eine Messerweiterung für geschliffenen Prismenflächen soll reproduzierbare Messergebnisse liefern und weitere Vorteile bieten.

Eine neue Erweiterung für die Messung an geschliffenen Prismenflächen für die GONIOMAT-Produktreihe soll reproduzierbare und wiederholbare Messergebnisse liefern sowie das Ansprengen und/oder Anpolieren von Prismen während der prozessbegleitenden Prüfung überflüssig machen. Damit wird den Optikherstellern eine Lösung offeriert, die den steigenden Anforderungen an die Genauigkeit von planoptischen Komponenten Rechnung trägt.

Tobias Maier-Plucinski, Michael Dahl

Goniometer werden zur optischen Vermessung von Prismen, Polygonen und Keilen eingesetzt. Hierbei wird bei modernen Systemen ein elektronischer Autokollimator zum berührungslosen Antasten der einzelnen zu vermessenden Prüflingsflächen sowie ein manueller oder motorisierter Rundtisch zur Ermittlung des Drehwinkels beim Drehen von einer Prüflingsfläche zur nächsten verwendet. Die Messwerte des Autokollimators sowie des Drehgebers/Winkelencoders werden miteinander verrechnet und protokolliert. Grundvoraussetzung für die Vermessung in Autokollimation bei senkrechtem Einfall ist, dass die Oberflächenrauheit der zu messenden Fläche um den Faktor 5 kleiner ist als die verwendete Messwellenlänge des Autokollimators. Ist dies nicht der Fall, erfolgt keine gerichtete, sondern eine stark diffuse Reflexion und das Autokollimationsbild ist nicht mehr sicht- oder auswertbar.

Bei Verwendung einer Beleuchtungswellenlänge von 640 nm sollte die Oberflächenrauheit Rq der reflektierenden Prüflingsfläche weniger als 130 nm betragen. Da sich die Rauheit von feingeläppten Flächen eher im µm-Bereich bewegt, müssten Autokollimatoren verwendet werden, die im MIR-Bereich arbeiten. Diese Lösung ist in der Messpraxis kaum zu realisieren. Somit kann das Messverfahren entweder erst nach Abschluss des Polierprozesses der Prüflingsflächen oder während des Schleifprozesses durch Anpolieren von Teilflächen oder durch hilfsweises Ansprengen von planparallel polierten Prüfstücken an die Prüfflächen genutzt werden. Abhängig vom Herstellungs- und Prüfprozess kann dies zu verlängerten Durchlaufzeiten oder erhöhtem Ausschuss führen.

Messungen an Prüflingsflächen, die nicht poliert werden sollen, sind nur mit erhöhtem Aufwand durchführbar. Ein Praxisbeispiel hierfür ist die Pyramidalfehlerbestimmung der polierten Prismenflächen zur nicht polierten Basisfläche bei kleinen Prismen. Hier kann schon ein Staubkorn die indirekte Pyramidalfehlerbestimmung über Eintritts- und Austrittfläche und die daraus berechnete Verkippung zwischen optischer und mechanischer Achse des kleinen Prismas stark beeinflussen. Zur Minimierung des Fehlers müssen die Prismen sehr genau auf einer Dreipunktauflage positioniert werden. Dies ist zum einen sehr aufwendig und zum anderen ist die Reproduzierbarkeit und Wiederholbarkeit der Messung von den Fertigkeiten des Mitarbeiters abhängig.

Die zum Patent angemeldete Erweiterung für die Messung an geschliffenen Prismenflächen für die GONIOMAT-Produktreihe soll unabhängig von der Erfahrung des Mitarbeiters reproduzierbare und wiederholbare Messergebnisse liefern sowie das Ansprengen und/oder Anpolieren von Prismen während der prozessbegleitenden Prüfung überflüssig machen. Damit wird den Optikherstellern eine Lösung offeriert, die den steigenden Anforderungen an die Genauigkeit von planoptischen Komponenten Rechnung trägt und die Wettbewerbsfähigkeit für die Zukunft sichert. Zusätzlich soll das Messsystem durch iterative Prüfungen während des Feinschliff- und des Polierprozesses langfristig zu einer Prozessoptimierung und Qualitätsverbesserung beitragen.

Das neue Messverfahren für die Produktreihe GONIOMAT-M nutzt den Autokollimator des Goniometers als Fernrohr und verwendet zur Beleuchtung einen zusätzlichen Kollimator. Dadurch werden die Strahlengänge voneinander separiert und der Einfallswinkel kann für die Aufgabenstellung optimiert und ein Messaufbau in „streifender Reflexion“ (großer Einfallswinkel an den zu prüfenden Flächen) realisiert werden. Dabei tritt der Effekt der „projizierten“ Rauheit auf. Diesen Effekt kann man gut bei Betrachtung einer zerkratzten Autokarosserie nachvollziehen. Scheint die Abendsonne in einem schrägen Winkel auf die Karosserie, erscheint diese glatter und scheinbar sind keine Kratzer vorhanden. Ähnlich verhält es sich bei der Betrachtung von geschliffenen Flächen unter einem großen Einfallswinkel. Hier wird die Oberflächenrauheit und somit auch die auftretende diffuse Streuung der geschliffenen Flächen winkelabhängig reduziert. Dadurch wirkt die Oberfläche „glatter“ und der Anteil der gerichteten Reflexion wird dementsprechend erhöht. Dies ermöglicht die Projektion des Kollimationsbildes in den Autokollimator respektive in das Fernrohr. Mit diesem goniometrischen Aufbau sind die Flächenwinkel des feingeschliffenen Prismas direkt messbar.

Bei der Evaluierung des Systems konnten so zum Beispiel Prismen, die mit einer F-60 oder W1 Körnung bearbeitet wurden und eine Rauheit Rq von 1 µm aufweisen, bei einem Einfallswinkel von 85° zum Lot noch gemessen werden. Nachfolgend sind die Evaluierungsergebnisse des Messprinzips für den GONIOMAT M5 mit der zugehörigen Messerweiterung für geschliffene Prismen zusammengefasst:

<ul><li>Die Messung von Prismen ab 50 mm² Flächengröße bei Rq = 1,0 µm ist möglich.</li><li>Die Messung von Prismen ab 9 mm² Flächengröße bei Rq ≤= 0,61 µm ist möglich.</li><li>Eine Messgenauigkeit im Bereich von 6,5‘‘ für schnelle Einzelmessungen wurde bei einer Glaswürfelgröße von 15x15x15 mm verifiziert.</li><li>Eine Messgenauigkeit im Bereich von 3,5‘‘ ist bei optimaler Positionierung und Reihenmessung einer Glaswürfelgröße von 15x15x15 mm möglich.</li><li>Die erreichbare Messgenauigkeit für das System bis zu einer Prismenflächengröße von 3x3 mm kann mit ±10,0‘‘ spezifiziert werden.</li><li>Die maximale Prismengröße bzw. der Durchmesser des Prüflings für die Messerweiterung beträgt 58 mm.</li></ul>

Zur Verdeutlichung der erreichbaren Reproduzierbarkeit werden Beispielmessungen an einem Kubus mit jeweils zwei gegenüberliegenden geschliffenen und polierten Flächen mit einer Flächengröße von 15x15 mm durchgeführt. Diese Konstellation erlaubt, zwei Untersuchungen am selben Prüfling durchzuführen und hiermit die Reproduzierbarkeit und die erreichbare Messgenauigkeit des Messverfahrens aufzuzeigen.

Bei der ersten Messung werden anhand einer 90° Winkelmessung zwischen einer polierten und einer geschliffenen Fläche die Reproduzierbarkeit zwischen dem Verfahren mit einer angesprengten Planparallelplatte mit einem Keilwinkelfehler von 5‘‘ (Methode 1) und der Messung mit der Erweiterung für geschliffene Flächen (Methode 2) bestimmt. Es werden jeweils 12 Messungen durchgeführt. Bei jeder Messung wird der Kubus neu auf dem Messsystem positioniert. Im Fall der Methode 1 wird auch die Planparallelplatte jedes Mal neu angesprengt. Für eine bessere Vergleichbarkeit wird die Streuung der einzelnen Messungen mit dem jeweiligen Mittelwert der Messreihen verglichen. Hierbei wird deutlich, dass durch die kleinere Standardabweichung und die geringere Streuung der Messwerte die Messerweiterung eine nahezu viermal bessere Reproduzierbarkeit gegenüber dem klassischen Ansprengverfahren aufweist.

Es ist davon auszugehen, dass ein erfahrener Anwender eine bessere Reproduzierbarkeit erzielen kann. Allerdings ist bei der Messung nach Methode 1 nur an einer Fläche eine Planplatte immer wieder angesprengt worden. Bei einer Winkelmessung an einem feingeschliffenen Prisma müssen normalerweise mindestens zwei Planplatten angesprengt werden, dadurch könnte sich die Reproduzierbarkeit noch verschlechtern. Außerdem zeigt die Differenz von circa 16,5‘‘ zwischen den beiden ermittelten Mittelwerten, dass die große Streuung der Messwerte sowie der Keilfehler von 5‘‘ das Messergebnis der Methode 1 verfälschen können. Die erreichbare Messgenauigkeit nach Methode 2 ist jedoch von der Oberflächenrauheit und Prüflingsgröße abhängig. Die geringere Streuung der Messwerte lässt aber darauf schließen, dass diese Methode wahrscheinlich die geringere Abweichung vom tatsächlichen 90° Winkelwert bei gleichzeitiger Zeitersparnis aufweist.

Zur Überprüfung der erreichbaren Messgenauigkeit wird bei der zweiten Messung das klassische Messverfahren mit senkrechtem Einfall eines Goniometers mit Methode 2 (mit Messerweiterung für geschliffene Flächen) bei einer 180° Winkelmessung an zwei gegenüberliegenden polierten Flächen des Kubus verglichen. Hierdurch wird gewährleistet, dass beide Messverfahren die Flächen direkt messen können und durch den Wegfall der Einflussgröße der Rauheit auf die Messunsicherheit der direkte Vergleich der maximal erreichbaren Messgenauigkeiten der Messverfahren ermöglicht wird.

Die Streuung der Messergebnisse um den jeweiligen Mittelwert zeigt, dass es nahezu keinen Unterschied zwischen der klassischen Messung und der Messung mit Methode 2 gibt. Sowohl die Mittelwerte mit 0° 0‘ 0,9‘‘ bei der klassischen Messung mit senkrechtem Einfall und 0° 0‘ 2,6‘‘ bei Methode 2 als auch die Standardabweichungen mit 0,5‘‘ und 0,7‘‘ liegen innerhalb der spezifizierten Messgenauigkeit des GONIOMAT M5 von ±2,5‘‘.

Die Untersuchungen zeigen das enorme Potential der Messerweiterung. Zum einen ist die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse an feingeschliffenen Flächen unabhängig von den verwendeten Planparallelplatten und der Erfahrung des Anwenders. Zum anderen sind abhängig von Rauheit und Prüflingsgröße Messgenauigkeiten erreichbar, die an eine klassische Messung von polierten Prismen heranreichen.

Die Erweiterung für die GONIOMAT-M-Produktreihe bietet dem Anwender die Möglichkeit, geschliffene Prismenflächen mit einer kleinstmöglichen messbaren Größe von circa 3x3 mm und mit einer garantierten Messgenauigkeit von ±10‘‘ reproduzierbar, wiederholbar und unabhängig von der Erfahrung des Anwenders oder der Qualität des Prüfstücks (z.B. einer planparallelen Platte) zu messen. Durch entsprechend angepasste Prüfprozesse, Mehrfachmessungen des Prüflings sowie einer optimalen Prüflingsjustierung in Abhängigkeit von der Oberflächenrauheit und Prüflingsgröße kann, wie in den Evaluierungsergebnissen angerissen, eine Messgenauigkeit mit dem System erreicht werden, die an das klassische Messverfahren heranreicht. Ebenfalls bietet das System interessante neue Messmöglichkeiten wie zum Beispiel die direkte Pyramidalfehlermessung der geschliffenen Basisfläche zu den entsprechenden polierten Prismenflächen. All dies bietet Planoptikherstellern ein enormes Potential für die Fertigungsprozessoptimierung bei Prismen mit hohen Genauigkeitsanforderungen und damit Zeit und Kosten bei der Prismenfertigung einzusparen.

MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH  

https://bit.ly/moeller-wedel-optical

<ul><li>User-Survey ISO 9001: Ergebnisse der weltweiten Befragung von Normanwendern</li><li>Interview: Zur Datensicherheit im aktuellen Cloud-Lösungen</li><li>SPECIAL Fertigungsmesstechnik: Schneller, sicherer, genauer und flexibler</li></ul>

Ausgabenartikel

Bild 1. Das Messsystem GONIOMAT soll durch iterative Prüfungen während des Feinschliff- und des Polierprozesses langfristig zu einer Prozessoptimierung und Qualitätsverbesserung beitragen.

Bild 2. Skizzierte Darstellung des Messprinzips.

Bild 3. Vergleich der Streuung der Messwerte um den jeweiligen Mittelwert der Messreihen zwischen den beiden Methoden. Es wurde jeweils der 90° Winkel eines Kubus mit einer polierten und einer geschliffenen Fläche gemessen.

Bild 4. Vergleich der Streuung der Messwerte um den jeweiligen Mittelwert der Messreihen zwischen den beiden Methoden. Es wurde jeweils der 180° Winkel der gegenüberliegenden polierten Flächen des Kubus gemessen.

Möller Wedel - Hauptartikel

Tobias Maier-Plucinski, M.Sc., ist Produktmanager Marketing & Sales bei der MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH.

Dipl.-Ing. (FH) Michael Dahl ist Entwicklungsleiter bei der MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH.

Die MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH konzentriert sich auf die Entwicklung, den Bau und Vertrieb von hochgenauen optischen Prüfgeräten für die Optikindustrie und den Maschinenbau.

MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH Tel 04103 93776–10 <a href="http://www.moeller-wedel-optical.com">www.moeller-wedel-optical.com</a>

Das Seminar mit Praktikum »Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung« des Fraunhofer-Geschäftsbereichs Vision bietet einen umfassenden Einblick in die automatische Oberflächenprüfung, stellt unterschiedliche Prüf- und Analysemethoden vor und bietet die Möglichkeit, Prüfaufgaben mit Experten zu besprechen.