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antriebstechnik 4/2016

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Für große Größen

Für große Größen Lasersensoren messen Profile von Schiffsschrauben Erich Winkler Schiffsschrauben müssen regelmäßig inspiziert und repariert werden. Dieser Vorgang ist mit einer visuellen Prüfung besonders zeitaufwändig. Besondere Lasersensoren sind jetzt in der Lage, das Profil großer Schrauben zuverlässig zu messen. Erich Winkler ist Produktmanager Opto Triangulation bei Micro-Epsilon in Ortenburg Ein jeder Schlag am Schiffspropeller, sogar schon die kleinste Grundberührung, kann Auslöser für Folgeschäden aller Größenordnungen sein. Schäden müssen dabei nicht zwingend mit dem bloßen Auge erkennbar sein. Regelmäßige Inspektionen und Reparaturen sorgen für ein längeres Leben der Schiffsschrauben und verhindern einen erhöhten Kraftstoffverbrauch. Ursprünglich war die Reparatur aufwändig und musste manuell erledigt werden. Dazu erfasste man die Daten mechanisch, dokumentierte sie und verformte die Schrauben durch einen Arbeiter. Für diese Inspektionsaufgabe wurde jetzt eine Maschine entwickelt, die die Schrauben wieder in den Ausgangszustand zurückbiegt. Sie erledigt die Reparatur vollautomatisch, benötigt weniger Zeit, bietet mehr Sicherheit und leistet höhere Wiederholgenauigkeit. Die Entwickler benötigten dafür eine dynamische Profilmessung der Schaufeln, die bis zu 1,5 m Durchmesser haben können. Der Einsatz des Lasersensors Die Herausforderung ist der große Durchmesser der Schrauben. Daher wurde ein Messsystem mit großem Messbereich gefordert. Die schwierigsten Anforderungen für den Sensor waren das Material des Messobjektes und der Winkel der Messung, da die Schaufeln aus glänzendem Edelstahl mit 45 ° Neigung bestehen können. Wegen der empfindlichen CCD-Zeile sind allein die Sensoren der Reihe OptoN- CDT 1700-500/750 von Micro-Epsilon in der Lage, die großen und vor allem glänzenden Schrauben zu vermessen. Die Sensoren sind für industrielle Anwendungen konzipiert. Aufgrund ihrer Bauform und technischen Ausstattung erreichen sie präzise Messergebnisse auch in schwierigen Umgebungen. Ist eine Schraube zu glänzend, so kann die Belichtungszeit angepasst werden, um eine ausreichende Lichtmenge zu erhalten und so dennoch eine erfolgreiche Messung durchführen zu kön- 76 antriebstechnik 4/2016

SENSORIK UND MESSTECHNIK nen. Die aktuelle Form der Schraube wird mithilfe des Lasersensors gemessen und gespeichert. So erkennt die Anlage automatisch, an welchen Stellen angesetzt werden muss. Der Lasersensor misst dabei gut auf die glänzende Oberfläche der Schraube aufgrund der schnellen Belichtungsregelung RTSC. Besonderheit ist, dass der Sensor alle Anforderungen mit der Laser-Klasse II erfüllt. Damit muss in Unternehmen, in denen die Anlage verwendet wird, kein Laserschutzbeauftragter bestellt werden, wie es mit Sensoren der Klasse III erforderlich wäre. Auch sonstige Abschirmungsmaßnahmen entfallen. Mit der hohen Messrate von 2,5 KHz kann eine Schraube in weniger als zwei Minuten vermessen werden. Das eingesetzte CCD-Element ermöglicht eine Wiederholgenauigkeit von 75 µm. Letztendlich unterstützt der in den Sensor integrierte Controller die kompakte Bauweise der Anlage. Laser-Sensoren nach Triangulations-Prinzip Laser-Sensoren der Reihe OptoNCDT arbeiten nach dem Triangulations-Prinzip und sind für die berührungslose Messung von Weg, Abstand und Position konzipiert. Mehr als 60 Modelle der Laser-Sensoren sind bei Micro-Epsilon für verschiedene Messungen erhältlich. Laser-Sensoren messen neben matten Oberflächen auch metallische und glänzende Oberflächen. Diese Sensoren werden sowohl für schnelle Prozesse, als auch für die Messung großer Abstände eingesetzt. Die Sensoren stehen für höchste Präzision bei Laser-Triangulationssensoren. Laseroptische Wegsensoren messen aus großem Abstand zum Messobjekt mit einem kleinen Lichtfleck, der Messungen von kleinsten Teilen ermöglicht. Der große Messabstand wiederum ermöglicht Messungen gegen kritische Oberflächen, wie z. B. heiße Metalle. Das berührungslose Prinzip erlaubt verschleißfreie Messungen, da die Sensoren keinem physischen Kontakt zum Messobjekt unterliegen. Darüber hinaus ist das Prinzip der Lasertriangulation ideal für schnelle Messungen mit hoher Genauigkeit und Auflösung. Das Messprinzip Lasertriangulations-Sensoren arbeiten mit einer Laserdiode, die einen sichtbaren Lichtpunkt auf die Oberfläche des Messobjektes projiziert. Das dabei reflektierte Licht wird dabei über eine Empfangsoptik auf ein positionsempfindliches Element abgebildet. Verändert der Lichtpunkt seine Position, wird diese Veränderung auf dem Empfangselement abgebildet und ausgewertet. Als positionsempfindliches Messelement wird bei der Serie OptoNCDT 1610 ein analoges PSD-Modul verwendet, während bei den übrigen Sensoren CMOS-Elemente bzw. CCD-Elemente verwendet werden. Profilmessung der Schaufeln einer Schiffsschraube Die meisten Sensoren nutzen einen Halbleiterlaser der Wellenlänge 670 nm (sichtbar/ rot) mit 1 mW optischer Ausgangsleistung (Laserklasse II). Geräte der Laserklasse II erfordern keine besonderen Schutzmaßnahmen. Die Blue Laser Sensoren sind mit einem Halbleiterlaser der Wellenlänge 405 nm ausgestattet. Die Baureihe OptoN- CDT 1700 gilt als führend in ihrer Klasse, was das Zusammenspiel der Leistungsdaten mit dem Funktionsumfang betrifft. Aufgrund des kompakten Aufbaus mit integriertem Controller ist der Sensor vielseitig in der Anwendung und einfach in beengten Einbauräumen zu integrieren. Foto: Propstraightener www.micro-epsilon.de g _ _Q q Weg- und Winkelmessung Seit mehr als 65 Jahren ist Novotechnik wegweisend in der Weiterentwicklung der Messtechnik. Leistungsstarke Weg- und Winkelsensoren, kontaktlos oder kontaktbehaftet, sind das Ergebnis von Innovationsfreude und Verantwortung gegenüber unseren Kunden und deren Aufgabenstellungen. Novotechnik bietet mehr als nur das Produkt: Beratung - Planung - Entwicklung - Service und eine hochmoderne Fertigung, die auch Sie überzeugen wird. Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Horbstraße 12 73760 Ostfildern (Ruit) Telefon +49 711 44 89-0 www.novotechnik.de

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