Qualitätssicherung an Bandanlagen und in Service-Centern

Baesweiler, den 11. August 2022    Auf der ALUMINIUM zeigt nokra das neue laseroptische System alpha.fi compact. Es vereint erstmals die hochpräzise optische Messung sowohl der Kontur als auch der Ebenheit von Blechen in einem einzigen, kompakten System.

nokra hat alpha.fi compact für die Inline-Messung an Blechen und Tafeln – zum Beispiel hinter Richtmaschinen oder Querteilanlagen – entwickelt, an denen die Qualität der Bleche normgerecht und auf Zehntel-Millimeter genau geprüft und dokumentiert werden soll.

Das System vermisst die Geometrie der Tafeln nach Länge, Breite, Kontur und Winkligkeit. Im Gegensatz zu bisher üblichen Anlagen erfasst es außerdem die Ebenheit in der Fläche. Das System misst in der Regel Tafeln mit einer Breite von bis zu 3.200 mm und 6.000 mm Länge. Aufgrund der Skalierbarkeit eignet es sich auch für deutlich größere Tafeln, die zum Beispiel für den Flugzeugbau produziert werden. Die Tafeln können beliebige, auch nicht-rechteckige Formate aufweisen und mit Folie oder Papier kaschiert sein. Die Messgenauigkeit für die Kontur liegt bei bis zu ± 0,1 mm, für die Messung der Ebenheit bei ± 0,025 mm. Mit den messmittelfähigen Anlagen können Produkte nach DIN-Normen qualifiziert und Herstellungsprozesse gesteuert sowie auditiert werden.

Für die Messung werden die Tafeln auf dem Rollgang oder Förderband im Bereich des Messportals kurz angehalten. Das Portal, das die Sende- und Empfangsoptik enthält, fährt über die Tafel hinweg und scannt die gesamte Oberfläche. Dabei erfasst es neben der Kontur auch das Höhenprofil, von dem die Ebenheit abgeleitet wird. Die Messzeit ist breitenunabhängig und beträgt nur wenige Sekunden; für ein 4.000 mm langes Blech zum Beispiel liegt sie unter 10 Sekunden.

Günter Lauven, der Geschäftsführer von nokra, sieht im neuen System einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung der Qualitätssicherung: „Bisher erforderte die Messung der Geometrie hohen manuellen Aufwand – verbunden mit der entsprechenden Stillstandszeit. Speziell die Messung der Ebenheit in der Fläche war manuell kaum machbar. Mit alpha.fi liefern wir innerhalb von wenigen Sekunden die komplette Geometrie und auch das Höhenprofil der gesamten Oberfläche. So können unsere Kunden bei Bedarf schnell in ihre Produktion eingreifen und außerdem ihren Auftraggebern wesentliche Qualitätsinformationen zur Verfügung stellen – natürlich in digitaler Form.“

Die Ergebnisse werden zwei- oder dreidimensional visualisiert und können über Standard-Schnittstellen an übergeordnete Systeme übertragen werden.

Die Technik

Basis der Ebenheitsmessung ist das Laser-Lichtschnittverfahren. Die nebeneinander angeordneten, werksseitig kalibrierten Lichtschnittsensoren alpha.VR von nokra projizieren Laserlinien auf die Oberfläche des Messgutes, die die gesamte Breite des Messtisches überstreichen.

Während das Portal über das Blech fährt, erfassen die unter einem Winkel angebrachten Kameras der Sensoren jeweils „ihre“ Linie. Die Höheninformation, aus der die Ebenheit errechnet wird, ergibt sich aus dem Winkel, unter dem die Kameras die Linien auf dem Blech „sehen“. Die Position des Portals wird entlang des Wegs erfasst, so dass ein vollständiges Höhenprofil entsteht. Die Sensoren erkennen automatisch das Blechende, die Messung stoppt und das Portal fährt wieder in seine Ausgangsposition.

Die Auflösung der Lichtschnitt-Kameras ist so hoch, dass aus den Messdaten die Kanten der Bleche mit hoher Präzision detektiert werden. In Kombination mit der Längeninformation entsteht die vollständige Kontur der Tafel.

nokra auf der ALUMINIUM 2022
Düsseldorf, 27. bis 29. September 2022:
Halle 5, Stand 5H29

Über nokra

Die nokra GmbH ist ein international operierendes Unternehmen, das hochwertige Mess- und Prüfsysteme für den Einsatz in der Fertigung anbietet. Die Systeme erfassen und prüfen geometrische Merkmale wie Länge, Breite, Dicke, Ebenheit, Profil, Form und Lage.

Die dafür erforderlichen Lasersensoren und automatisierten Prüfanlagen entwickelt und produziert nokra selbst. So kann eine Standardanlage schnell für den jeweiligen Anwendungsfall optimiert werden. nokra verfügt über umfassende Expertise im Umgang mit messtechnischen Fragestellungen der Stahl-, Aluminium-, Automobilindustrie, dem Anlagenbau sowie der Kunststoffindustrie und der Autoglasverarbeitung.

Abbildung

Abb. 1: alpha.fi compact ist das erste System, das sowohl die Kontur als auch die Ebenheit von Tafeln misst.

^{Bildrechte: Werksfoto nokra GmbH}

Baesweiler, Germany, 11 August 2022    nokra is presenting alpha.fi compact, its new laser-optical measuring system at the ALUMINIUM trade fair. It is the first system to combine high-precision optical contour and surface flatness measurement of sheets within one compact unit.

nokra has developed alpha.fi compact for inline sheet measurements intended to check and document with an accuracy of a tenth of a millimeter that the products comply with the specified quality standards. For these measurements, the systems may be arranged behind the leveler or the cut-to-length line, for example.

Geometry measurements include sheet length, width, contour and angularity - and flatness measured over the surface area, a capability that conventional systems do not provide so far. alpha.fi compact is generally laid out for measuring up to 3,200 mm wide and up to 6,000 mm long products. The system can be scaled up for measuring also much larger sheets, as used in aircraft construction, for example. Sheets of any – also non-rectangular – shape can be measured, even if they are foil or paper-clad. Contours can be measured with an accuracy of ± 0.1 mm, surface flatness with an accuracy of ± 0.025 mm. The systems are MSA capable measuring equipment, meaning that they can be used to verify that products comply with DIN standards and to control and audit production processes.

When a sheet reaches the gantry of the measuring system, the roller table or conveyer belt briefly stops for the measurement to be performed. The gantry accommodates both the transmitter and receiver optics. It travels over the sheet, scanning the entire surface. In addition to the contour, it also captures the height profile, which the surface flatness can be derived from. The measuring time is independent of the product width. A measurement takes just a few seconds. For a 4,000 mm long product, it is less than ten seconds.

According to Günter Lauven, Managing Director of nokra, the new system makes an important contribution to digitalization in quality control: "So far, measuring a sheet’s geometry was quite a manual effort – resulting in a corresponding loss of production time. In particular, measuring flatness over a surface area could hardly be accomplished by manual means. With alpha.fi compact, you can now measure the complete geometry and the height profile of the entire surface within seconds. If necessary, operators can intervene in the production process in virtually no time. They can provide their customers with all relevant quality information – in digital form as a matter of course.”

The measurements can be visualized in 2D or 3D and transmitted to higher-level systems via standard interfaces.

The technology

The flatness measurement is based on the light-section process. Light-section sensors of nokra’s alpha.VR series project laser lines onto the sheet. The laser lines run across the entire width of the measuring table. nokra delivers the system pre-calibrated. Therefore, the sensors are ready to be used without on-site calibration.

While the gantry is travelling along the sheet to be measured, the cameras, arranged at an angle within the sensor units, capture their respective lines projected onto the sheet surface. The height data that are used to calculate flatness are derived from the angle at which the cameras “see” the lines on the product surface. As the gantry moves along the sheet, its position is continuously measured to obtain a height profile of the entire sheet surface. When the sensors in the gantry recognize the sheet end, the measurement stops automatically and the gantry travels back to its starting position.

Thanks to the high resolution of the light-section cameras used, the measured data are so precise that the sheet edges can be clearly identified. In combination with the length measurements, the entire sheet contour can be derived from this.

nokra at the ALUMINIUM 2022 trade fair
in Düsseldorf, from 27 to 29 September 2022:
Hall 5, Stand 5H29

About nokra

nokra GmbH is an international business specialized in high-end measuring and testing equipment for the manufacturing industry. nokra systems measure and inspect geometrical features such as length, width, thickness, flatness, profile, shape and position.

nokra develops and manufactures the automated inspection systems and the laser sensors for the systems in-house. This enables nokra to easily optimize a standard system for the specific use case on hand. The company builds on comprehensive expertise from a wide range of projects addressing measuring tasks in industries such as steel, aluminium and automotive, plant engineering, automotive glazing and the plastics industry.

Images and captions

Fig. 1: alpha.fi compact is the first system to measure sheet contours and surface flatness with just one unit.

^{Image rights: nokra GmbH}

High-resolution image files are available for downloading above.