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Keyence International

Hochpräzise Messung auf jedem Material und jeder Oberfläche

Keyence, ein weltweit führender Anbieter von industriellen Inspektionslösungen, hat seinen konfokalen Wegmesssensor der Modellreihe CL-3000 für hochpräzise Messungen auf beliebigen Materialien und Oberflächen vorgestellt. Mit diesem äußerst kompakten Koaxiallaser-Wegmesssensor lassen sich alle in der Fertigung auftretenden Herausforderungen mühelos meistern, denn ein Einsatz führt zu Qualitätsverbesserungen sowie Produktivitätssteigerungen und verhindert die Auslieferung fehlerhafter Teile.

Hochpräzise Messung auf jedem Material und jeder Oberfläche

 

Zu den typischen Anwendungen des CL-3000 gehören unter anderem die Blechdickenmessung, die Wölbungsmessung, die Messung der Planheit von Wafern sowie die Überprüfung von Dichtmitteln und Klebstoffen. Die Sensoren sind gemäß IP67 staub- und wasserbeständig und eignen sich damit für einen Einsatz in allen nur erdenklichen Fertigungsumgebungen. Durch das mehrfarbige Konfokalverfahren erweisen sich die neuen Sensoren als wesentlich leistungsstärker als nach herkömmlichen Verfahren arbeitende Messsysteme. Das mehrfarbige Licht wird durch einen Laser erzeugt, der gleichzeitig rotes und grünes Licht emittiert. Im Vergleich zu herkömmlichen weißen LEDs ist das ausgestrahlte Licht dabei über einen großen Wellenlängenbereich deutlich stabiler und heller. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder beliebige Punkt im Messbereich gut ausgeleuchtet wird. Folglich wird eine hohe Genauigkeit erreicht.

Mit dem CL-3000 lassen sich auf jedem beliebigen Material hochpräzise Messungen vornehmen, ohne dass spezielle Messköpfe benötigt würden. Untersucht werden können Glas, Wafer, Leiterplatten, Dichtmittel und Klebstoffe, Folie und Bahnware sowie maschinell bearbeitete Teile. Auch die Oberflächenbeschaffenheit spielt für die Messung mit den Sensoren des Typs CL-3000 keine Rolle.
 
So können transparente, durchscheinende und spiegelnde Oberflächen ebenso vermessen werden wie gekrümmte, geneigte, ungleichmäßige oder raue Oberflächen sowie Oberflächen mit steilen Winkeln. Dabei wird eine Linearität von bis zu ±0,2µm erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lasersensoren ist eine Messung selbst dann noch möglich, wenn die Sensoren in steilem Winkeln zur zu messenden Fläche montiert werden. Tatsächlich können mit den Sensoren des Typs Keyence CL-3000 auch auf stark reflektierenden oder Licht absorbierenden Objekten präzise Messungen durchgeführt werden. Ganz unabhängig davon, ob es sich bei der zu vermessenden Oberfläche nun um Gummi oder ein spiegelndes Material handelt, immer ist eine Messung in ein und derselben Montageposition möglich. Selbst wenn die zu vermessende Oberfläche durch Ölnebel oder Staub verunreinigt ist, ist durch die starre Konstruktion des Sensors und das verstärkte, auch für einen Einsatz an Robotern geeignete Kabel immer noch eine zuverlässige Vermessung des Objekts ohne zusätzliche Schutzausrüstung möglich.

Die Sensorköpfe sind sehr kompakt. Einige haben nur einen Durchmesser von 8 mm, sind damit die kleinsten, die derzeit überhaupt zum Einsatz kommen, und können auch bei beschränkten Platzverhältnissen oder geringem Bauraum verwendet werden. Da der Messkopf nur aus dem Objektiv besteht, konnten die Abmessungen auf 1/50 der bei herkömmlichen Systemen üblichen Baugröße reduziert werden. Vor dem Hintergrund des steigenden Bedarfs an Verfahren zur Miniaturisierung in der Fertigung ist dies ein großer Vorteil. Die CL-3000-Einheiten sind zudem nur etwa halb so schwer wie ein herkömmlicher Laser-Wegmesssensor. Dies ermöglicht eine einfache Montage am Ende eines Roboterarms.
 
Darüber hinaus reduzieren sich auf diese Weise die Restschwingungen, wenn der Roboterarm zum Stillstand gebracht wird.

Bei einem herkömmlichen Messsystem kann es durch Abwärme innerhalb von ca. 10 Minuten zu einem Temperaturanstieg von bis zu 8°C kommen. Dies führt zu Fehlausrichtungen der optischen Achse und damit zu Messfehlern. Die Messköpfe der CL-3000-Serie hingegen verfügen über keinerlei elektronische Komponenten, sondern sind nur mit dem Objektiv ausgestattet. Abwärme oder elektrisches Rauschen entstehen gar nicht erst, Fehlausrichtungen der optischen Achse sind daher ausgeschlossen. Hervorzuheben ist auch, dass die Installation und Programmierung der Sensorköpfe des Typs Keyence CL-3000 sehr einfach ist. Die einstellbaren Vorrichtungen für die Dickenmessung und die in der PC-Software enthaltene Ausrichtungsfunktion der optischen Achse ermöglichen eine schnelle und einfache Inbetriebnahme. Der neue Sensor ist in fünf unterschiedlichen Ausführungen erhältlich, wobei die kompakteste gerade einmal den Durchmesser eines Stiftes hat. Dadurch eignet sich der CL-3000 von einfachen Profil- bis hin zu Hochpräzisionsmessungen für die unterschiedlichsten Anwendungen.

Hochpräzise Messung auf jedem Material und jeder Oberfläche

 


Hochpräzise Messung auf jedem Material und jeder Oberfläche

Zu den typischen Anwendungen des CL-3000 gehören unter anderem die Blechdickenmessung, die Wölbungsmessung, die Messung der Planheit von Wafern sowie die Überprüfung von Dichtmitteln und Klebstoffen. Die Sensoren sind gemäß IP67 staub- und wasserbeständig und eignen sich damit für einen Einsatz in allen nur erdenklichen Fertigungsumgebungen.

Durch das mehrfarbige Konfokalverfahren erweisen sich die neuen Sensoren als wesentlich leistungsstärker als nach herkömmlichen Verfahren arbeitende Messsysteme. Das mehrfarbige Licht wird durch einen Laser erzeugt, der gleichzeitig rotes und grünes Licht emittiert. Im Vergleich zu herkömmlichen weißen LEDs ist das ausgestrahlte Licht dabei über einen großen Wellenlängenbereich deutlich stabiler und heller. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder beliebige Punkt im Messbereich gut ausgeleuchtet wird. Folglich wird eine hohe Genauigkeit erreicht.

Mit dem CL-3000 lassen sich auf jedem beliebigen Material hochpräzise Messungen vornehmen, ohne dass spezielle Messköpfe benötigt würden.

Untersucht werden können Glas, Wafer, Leiterplatten, Dichtmittel und Klebstoffe, Folie und Bahnware sowie maschinell bearbeitete Teile. Auch die Oberflächenbeschaffenheit spielt für die Messung mit den Sensoren des Typs CL-3000 keine Rolle. So können transparente, durchscheinende und spiegelnde Oberflächen ebenso vermessen werden wie gekrümmte, geneigte, ungleichmäßige oder raue Oberflächen sowie Oberflächen mit steilen Winkeln. Dabei wird eine Linearität von bis zu ±0,2µm erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lasersensoren ist eine Messung selbst dann noch möglich, wenn die Sensoren in steilem Winkeln zur zu messenden Fläche montiert werden. Tatsächlich können mit den Sensoren des Typs Keyence CL-3000 auch auf stark reflektierenden oder Licht absorbierenden Objekten präzise Messungen durchgeführt werden. Ganz unabhängig davon, ob es sich bei der zu vermessenden Oberfläche nun um Gummi oder ein spiegelndes Material handelt, immer ist eine Messung in ein und derselben Montageposition möglich. Selbst wenn die zu vermessende Oberfläche durch Ölnebel oder Staub verunreinigt ist, ist durch die starre Konstruktion des Sensors und das verstärkte, auch für einen Einsatz an Robotern geeignete Kabel immer noch eine zuverlässige Vermessung des Objekts ohne zusätzliche Schutzausrüstung möglich.

Die Sensorköpfe sind sehr kompakt. Einige haben nur einen Durchmesser von 8 mm, sind damit die kleinsten, die derzeit überhaupt zum Einsatz kommen, und können auch bei beschränkten Platzverhältnissen oder geringem Bauraum verwendet werden. Da der Messkopf nur aus dem Objektiv besteht, konnten die Abmessungen auf 1/50 der bei herkömmlichen Systemen üblichen Baugröße reduziert werden. Vor dem Hintergrund des steigenden Bedarfs an Verfahren zur Miniaturisierung in der Fertigung ist dies ein großer Vorteil. Die CL-3000-Einheiten sind zudem nur etwa halb so schwer wie ein herkömmlicher Laser-Wegmesssensor. Dies ermöglicht eine einfache Montage am Ende eines Roboterarms. Darüber hinaus reduzieren sich auf diese Weise die Restschwingungen, wenn der Roboterarm zum Stillstand gebracht wird.

Bei einem herkömmlichen Messsystem kann es durch Abwärme innerhalb von ca. 10 Minuten zu einem Temperaturanstieg von bis zu 8°C kommen. Dies führt zu Fehlausrichtungen der optischen Achse und damit zu Messfehlern. Die Messköpfe der CL-3000-Serie hingegen verfügen über keinerlei elektronische Komponenten, sondern sind nur mit dem Objektiv ausgestattet. Abwärme oder elektrisches Rauschen entstehen gar nicht erst, Fehlausrichtungen der optischen Achse sind daher ausgeschlossen. Hervorzuheben ist auch, dass die Installation und Programmierung der Sensorköpfe des Typs Keyence CL-3000 sehr einfach ist. Die einstellbaren Vorrichtungen für die Dickenmessung und die in der PC-Software enthaltene Ausrichtungsfunktion der optischen Achse ermöglichen eine schnelle und einfache Inbetriebnahme. Der neue Sensor ist in fünf unterschiedlichen Ausführungen erhältlich, wobei die kompakteste gerade einmal den Durchmesser eines Stiftes hat. Dadurch eignet sich der CL-3000 von einfachen Profil- bis hin zu Hochpräzisionsmessungen für die unterschiedlichsten Anwendungen.

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