OCT-Messeinrichtungen und Anlagen

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CH – 6370 Oberdorf NW Schweiz
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Fax: +41-41 871 39 87
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OCT Messeinrichtungen und Anlagen
DUAL Messkopf
mit z- Achsen.
DUAL Messkopf mit
x-, y- und z- Achsen.
DUAL Messkopf mit steifem
Portal und x- sowie z- Achsen.
OCT- Messköpfe werden mit x-, y- und z- Achsen ab 75 mm bis 800 mm Länge bestückt.
Die Einheiten werden zur Schichtdickenmessung, zur Siegelnahtinspektion oder zur
schnellen Vermessung von umgeformten Bauteilen aller Art verwendet.

Messungen in der Produktion dienen dazu, Fehler möglichst früh festzustellen, damit
Bauteile, die fehlerbehaftet sind, sofort ausgeschleust werden können und nicht zuerst noch
den ganzen Produktionsprozess durchlaufen müssen.
Um dreidimensionale Bauteile mikrometergenau zu vermessen, können auch zwei OCT-
Messköpfe (DUAL Messkopf) eingesetzt werden (Bild unten).
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Die zwei OCT- Kameras erfassen den zwischen ihnen liegenden Raum. Ist ein Bauteil im
Messraum, erfasst die obere Kamera alle nach oben gerichteten Ebenen eines Bauteils, die
untere Kamera die nach unten gerichteten Ebenen. Die Differenz zwischen dem Leerraum
zwischen den OCT- Kameras und den gemessenen Geometriedaten entspricht der
Bauteilabmessung.
Kamera oben
Kamera oben
Kamera unten
Kamera unten
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Mit einem OCT- System werden in einem Arbeitsvorgang folgende Punkte vermessen:
Aussendurchmesser
Innendurchmesser
Masse auf definierter Höhe
Wandstärke des Bauteils (mit Zusatzoptik)
Bodendicke (Mitte und Ø 20)
Wandstärke im Radius
Siegelrandbreite
Siegelrandzustand, Ebenheit
Energiegeber-Höhe
Ebenheit der Fläche A zu Fläche B
Parallelität des ERG zu A oder B
Gesamthöhe eines Bauteils
Eingeprägte Nutzennummern
Schichtdicke (Bei mehrlagigen Folien)
Dicke der Gassperrschicht (Zusatzfunktion)
Die Vermessung erfolgt mit einer Genauigkeit von +/- 1 µm und grösser.
Messzelle mit dem DUAL- Messkopf:
Bei einem Ausstoss von vielen Teilen pro Zeiteinheit müssen Produktionsbedingungen, die
sich schleichend verändern, sofort erkannt werden, was kurze Messzeiten erfordert.
Deshalb ist unsere Messzelle so gebaut, dass die zu messenden Kriterien auf derselben
Anlage für verschiedene Bauteildimensionen und Formen vermessen werden können. Die
zwei CAD- Bilder zeigen das Herzstück der Messzelle, bestehend aus dem Objektträger (im
vorliegenden Falle für Kaffeekapseln) und den OCT- Kamerasystemen. Auf dem Portal
können gleichzeitig 4 OCT Systeme aufgebaut und betrieben werden.
Kamera oben
Der Bauteilhalter wird flexibel angeordnet.
Kamera unten
Das Prüftablett wird den zu prüfenden
Bauteilen angepasst.
Vermessen werden neben Kaffeekapseln
Nahrungsmittelschalen, Blister oder
Gebinde für Verpackungen bis zu einer
Grösse von 600 mm * 800 mm * 48 mm.
Werden auf einem Bauteil nur wenige Zonen
vermessen, so wie dies heute mit der taktilen
Vermessung der Fall ist, liegen die Resultate
mit dem OCT- System völlig berührungslos,
viel schneller und mit höchster Genauigkeit
vor.
Wir bauen hochgenaue Messzellen mit
einem OCT-DUAL-Messkopf zur Vermessung
einzelner Teile oder mehrerer Teile.
Die Messzeiten liegen je nach Bauteil
zwischen 5 bis 20 Sekunden. Vermessen
werden alle möglichen Formen.
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Komplette Prüfzellen mit einem Prüfteller oder mit einem Prüftablett:
In der Produktion von Kaffeekapseln steht eine Anlage zur Vermessung von umgeformten
Kapseln bereits im Einsatz und hilft dabei, Fehlproduktion zu minimieren. Komplexe Anlagen
vermessen ganze Batches automatisch, sodass das Personal kaum zusätzlich belastet wird.
Bild links:
Die Kapselprüfanlage, ausgerüstet mit einem Drehteller mit 600 mm Durchmesser.
Die Kapseln werden entweder von Hand oder austomatisch in die
Öffnungen im Drehteller eingelegt und automatisch vermessen. Das Resultat ist
ein Messprotokoll, das alle Messwerte der vom Kunden gewünschten Kriterien
enthält. Die Vermessung für eine Kaffeekapsel dauert etwa 20 Sekunden.
Bild rechts: Sehr robust gebaute Anlage mit einem Prüftablett der Grösse 800 mm * 600 mm
und einem Portalträger für 2 bis 4 OCT- Kamerasysteme. Bei dieser Anlage
werden die Seitenwände der Kapseln ebenfalls automatisch vermessen, d.h. mit
der Anlage können auch Ebenen in vertikaler Richtung vermessen werden. Die
Messzeit beträgt bei der 4- Kopf- Anlage etwa 10 Sekunden pro Kapsel.
Der Messvorgang verändert sich aufgrund der anderen Kapselkonstruktionen. Für eine
Kapselgeometrie wird ein eigenes Messrezepz erstellt und auf dem Rechner der Anlage
hinterlegt.
Der Ablauf einer Prüfung ist wie folgt:
Eine Bauteil wird von Hand oder automatisch in die Kavität eingelegt (punktierte
Linie)
In der Prüfposition erfolgt die erste Messung mit dem ASP- Array auf einer Fläche
von etwa 12 mm * 12 mm, von beiden Seiten (von oben und von unten) her.
Das Bauteil wird nach der Vermessung aus der Messposition in die
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Entnahmeposition angehoben und von Hand oder automatisch aus dem Prozess
heraus genommen.
Die Anlage ist zur Vermessung des nächsten Bauteils bereit.
Querschnitt durch eine Kapsel
Auf einer Kapsel werden definierte Kriterien gemessen. Die Kriterien werden aufgrund der
Produktion festgelegt, weil mit der Vermessung der Kapseln nach den festgelegten Kriterien
Fehler im Produktionsprozess möglichst früh und zeitnah festgestellt werden müssen.
Bei der Standard- OCT- Anlage wird eine Kapsel vollständig vermessen. Dies erfordert von
oben 12 Volumenscans, von unten deren 9, also insgesamt 21 Volumenscans was viel Zeit
kostet. Reduziert man die Anzahl Volumenscans um Faktor 2, so verringert sich auch die
Messzeit um diesen Faktor.
Eine weitere Verkürzung der Messzeit wird erreicht, wenn die Kamerasysteme ohne
Unterbruch Volumenscans produzieren, zur Auswertung aber nur diese Volumenscans
übernommen werden, bei denen die Kapsel ruhig gestanden ist. Wird nach diesem Prinzip
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gearbeitet, ergeben sich kürzere Messzyklen pro Kapsel. Wird nicht die gesamte Oberfläche
einer Kapsel vermessen, können sich Korrekturen der Auswerte- Algorithmen aufdrängen.
Durch die Eliminierung der lateralen Bewegung ergeben sich neben dem Zeitvorteil auch
Kostenvorteile für die Ein- Kapsel- Messanlage. Bei der Planung der Investitionskosten sind
für jeden Kunden verschiedene Kriterien mehr oder weniger massgebend.
Vielfach sind die Hauptkriterien:
o die Kosten der Investition
o die Messzeit pro Kapsel
o besondere Messkritierien (feine Stege, Mikrolöcher, Risse, Durchbrüche, anderes)
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Steg vorhanden
Kein Steg vorhanden
Steg
Der feine Steg als Sollbruchstelle an einem Drehverschluss einer Getränkeflasche wird bei
der OCT- Prüfung eindeutig identifiziert. Fehlende oder gerissene Stege werden sicher
erkannt.
Normalerweise entsteht bei der Formgebung einer Schale kein Riss, aber es kann immer
wieder vorkommen, dass sich an Stellen, wo grosse Umformkräfte auftreten, Risse bilden.
Ist kein Riss vorhanden, ergeben sich keine Lichtreflektionen aus dem Rissbereich wie das
folgende OCT- Bild zeigt.
Kein Riss in der Schale
Mit dem OCT- System ist man erstmals in der Lage, auch die Risstiefe oder den Versatz,
der sich durch einen Riss ergibt, zu vermessen. Man hat damit Klarheit darüber ob ein
Bauteil verkratzt ist , ob ein Riss durchgehend ist oder nicht.
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Die folgenden zwei OCT- Bilder zeigen kleinste Risse in einer umgeformten Schale, Risse,
die nur mit dem OCT- Verfahren noch sicher erkannt und charakterisiert werden können.
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---.-
+.+.--
Schale angerissen
Schale gerissen
Mit dem OCT- Verfahren werden Unterschiede im Brechungsindex festgestellt, weshalb das
Verfahren nicht mit konventionellen bildgebenden Systemen verglichen werden kann.
Immer dann, wenn Licht aus der Luft in ein Material eindringt oder aus dem Material an Luft
austritt, besteht ein deutlicher Unterschied im Brechungsindex, was sich in einem deutlichen
Signal an der Übergangstelle zeigt.
Jedesmal wenn das Licht aus der Luft in ein Material übergeht entsteht ein deutlicher Peak
im Signal. Das ist ein wesentlicher Unterschied zu konventionellen Kamerasystemen.
Zudem besteht keine Gefährdung für das Bedienerpersonal. Die Vermessung von Bauteilen
mit Licht ist äusserst exakt und sehr schnell.
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Mit dem OCT- Verfahren lassen sich die Geometrie, die Topografie oder andere Kriterien in
einem Arbeitsgang vermessen.
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Ob Sie Bauteile vermessen oder eine Topografie, eine Form oder die Dicke einer Schicht,
das OCT- Verfahren ermöglicht solche Messungen berührungslos und schnell. Anlagen
werden mit einem Messkopf bis 4 Messköpfen ausgerüstet. Je nach Bedarf können
Produkte auch vollflächig vermessen werden.
Gesiegelte Formteile
Geprüfte Produkte
Prüfeinrichtung mit den Messelementen
Leistungsdaten der Anlage:
Prüfbreite
Ab 10 mm bis mehr als 2 m
Prüfabstand
1 mm bis einige cm
Laterale Auflösung 100 µm
z- Auflösung 20 µm
Produkt Geschwindigkeit 150 mm/s
Platzbedarf (Breite) 150 mm
Messabstand
ab 20 mm
Sensor:
ASP Array
Dynamik
4 * 90000 = 360000 Pixel
10 6 fps
Software:
Die Grundsoftware für das OCT- System wird über den Computer bedient. Software-
Ergänzungen sind jederzeit möglich. Programmwechsel erfolgen in der Regel durch den
Anlagebediener. Sie wird über einen Standardcomputer bedient. Eine Lampe zeigt den
Prüfstand an: rot: Fehlermeldung, gelb: Warteposition, grün: Prüfung in Arbeit. Die
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Messdaten werden automatisch visualisiert und nach Bedarf des Kunden protokolliert.
Im Lieferumfang sind die Auswertesoftware mit den Algorithmen sowie die Messrezepte für
verschiedene Bauteile, die Protokollblätter und das GUI in der Standardversion enthalten. Alle
Messwerte können an eine externe Datenbank übertragen und archiviert werden.
Anforderungen:
In einer Messanlage werden Bauteile bis zum Format A4 in x- und y- Richtung vermessen.
Andere Abmessungen sind optional möglich.
Für verschiedene Bauteile wird ein Messprogramm hinterlegt. Der Programmaufruf
erfolgt durch die Bedienung auf dem Systemrechner.
Ergebnisse einer Erstmusterprüfung mit dem dazugehörenden Prüfprotokollblatt sind
hinterlegt.
Auf der OCT- Anlage können flache Folienstücke oder Bauteile bis zu 50 mm Höhe
noch vermessen werden (Gesamtdicke, Lage der äussersten Kunststoffschichten).
In der Messanlage können auch metallische Teile (Werkzeuge) vermessen werden.
Die Messung von vertikalen Seitenwänden ist mit einer Sonderoption gewährleistet.
Die Fernwartung und die Remote Control Funktion sind vorgesehen, damit jederzeit
auch von externer Seite Zugriff auf die Anlage möglich ist.
Mit der Software können nach Bedarf auch Rohdatensätze abgespeichert werden,
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sodass diese auf anderen Rechnern weiter be- oder verarbeitet werden können.
Für die Ausbildung des Bedienpersonals ist die Einschulung in die Gerätebedienung
und eine Ausbildung von 1 – 2 Arbeitstagen vorgesehen. In der Regel erfolgt die erste
Einschulung am festgelegten Tag. Eine weitere Schulungsrunde ist dann eine Woche
später, wenn bereits eigene Erfahrungen gesammelt werden konnten.
Systemabnahme, Gewährleistung, Service und Betreuung
Die Gewährleistung beträgt 2 Jahre auf alle Maschinen- und Anlageteile, die aus
Konstruktionsfehlern oder aus Gründen ungenügender Qualität ausfallen. Reisekosten
sind in der Gewährleistung nicht enthalten.
Die Systemabnahme erfolgt so, dass die gestellten Anforderungen durch eine Dritte
Stelle überprüft werden können.
Die Messmittelfähigkeit wird nachgewiesen.
Ein Konzept für die Kunden- und Anlagebetreuung sowie für den Unterhalt und für den
Service wird mit der Betriebsanleitung zusammen erstellt.
Vorteile
hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit
robust im industriellen Einsatz
kleiner Platzbedarf
sichere Vorder- und Hintergrundausblendung oder Ausleuchtung
der Prüfprozess kann flexibel ausgebaut oder automatisiert werden
alle Messungen werden automatisch protokolliert und dokumentiert
Fehler werden archiviert und dokumentiert.
jeder Prozess-Schritt ist mit Datum, Zeit und Aktion gesichert
das Prüfprotokoll entspricht internationalen Standards
eindeutige Bauteilorientierung (Ausrichtung)
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OCT-Dualkopf_korr_ih_Webseite.docx
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