Hohe Geschwindigkeit, hohe Genauigkeit – 2D/3D Laser – Profilsensoren lösen Probleme bei der Reifeninspektion

Ein führender Reifenhersteller hat das Problem der Inline-Qualitätskontrolle an Reifen durch berührungslose Laser-Profilsensoren gelöst. Diese Sensoren messen kleinste Wölbungen, Vertiefungen oder andere Oberflächendefekte, welche die Performance der Reifen im Einsatz beeinflussen.

Dieses Unternehmen benutzt drei scanCONTROL Laser-Profilsensoren von Micro-Epsilon. Der Systemintegrator MicroStep verbaut die Scanner in einen Prüfstand, der verschiedenste Reifen in weniger als einer Sekunde prüft. Die kurze Taktzeit ermöglicht eine 100 % Prüfung auf Qualitätsfehler.

Früher benutzte der Reifenhersteller für die Reifeninspektion kapazitive Sensoren und Laser-Punktsensoren. Im Gegensatz zur Messung per Scanner mitteln kapazitive Sensoren über einen relativ großen Messfleck, wodurch auch Buchstaben und Zeichen, zur Reifenkennzeichnung, als Reifenfehler detektiert wurden.

Selbst der Einsatz mehrerer kapazitiver Sensoren und Laser-Punktsensoren reichte nicht aus um die gleiche Datenqualität zu erreichen, da diese zu viel Zeit für die Messung eines Reifens benötigten, als dass eine Inline Kontrolle sinnvoll gewesen wäre. Zudem verursachten die Reflexionseigenschaften von schwarzen und glänzenden Gummi, mit der bisherigen Technik, Probleme.

Anstelle mehrerer Lasertriangulationssensoren oder kapazitiver Sensoren wurde scanCONTROL verwendet. Durch eine auf den Reifen projizierte Laserlinie erfasst scanCONTROL die Oberfläche mit bis zu 2000 Profilen je Sekunde, die gleichzeitig verrechnet und ausgewertet werden.

Funktionsweise

Der scanCONTROL besitzt eine integrierte, hoch empfindliche CMOS-Matrix, die es ermöglicht, auf fast allen glänzenden, spiegelnden oder transparenten Oberflächen unabhängig von der Oberflächenreflexion zu messen. Die aufwändige Elektronik liefert eine hohe Genauigkeit, Auflösung und Datensicherheit bei einer hohen Messrate. Durch spezielle Algorithmen werden die Zeichen und Buchstaben auf der Reifenoberfläche von der restlichen Oberfläche sicher differenziert.

Ein Linienlaser projiziert eine Laserlinie auf das zu messende Objekt. Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird durch eine hochkomplexe CMOS-Matrix detektiert. Zusammen mit der Information über die Distanz (z-Achse), berechnet der Controller ebenfalls die Position der Messpunkte entlang der Laserlinie (x-Achse) und gibt beide Werte als 2D-Koordinate aus. Ein bewegtes Messobjekt oder ein bewegter Sensor erzeugen ein 3D-Abbild des Messobjektes, durch eine ebenfalls zugeordnete y-Koordinate.

Dem Prüfstand von MicroStep werden Reifen automatisch aus der Linie zugeführt. Diese werden durch einen Greifer fixiert und binnen 1 Sekunde um 360° gedreht. Während dieser Zeit überprüfen drei Scanner in Echtzeit alle drei Seiten des Reifens auf Oberflächendefekte.

Das Messsystem besteht aus drei scanCONTROL mit einem Controller. Die Messdaten werden vom Controller über eine Firewire-Schnittstelle zur hausintern entwickelten Auswertesoftware übergeben.

Weitere potentielle Applikationen des scanCONTROL2800 sind: Kanten-Vermessung, Roboter-Steuerung, Türspaltmaß im Automobilbereich; Positionsmessung, Schienenprofil, Fugen-Vermessung, Koplanarität von IC Pins oder Ebenheitskontrolle.