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Eine automatische Hot- und Cold-Spotsuche hilft bei der Qualitätssicherung ebenso wie die individuelle Einstellung von Alarmschwellen. Bild: Micro-Epsilon
Qualitätsprüfung

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Auch Kleinstes in Szene gesetzt

Text: Manfred Pfadt, Micro-Epsilon
Zur Qualitätskontrolle werden immer häufiger Infrarotsensoren oder Kameras eingesetzt. Denn mit ihnen lassen sich selbst kleinste thermische Defekte zuverlässig erfassen. Eine Mini-Kamera führt nun Thermografie auch in VGA-Auflösung durch.

Überall wo Temperatur als kritische Prozessgröße gilt, ist der Einsatz von IR-Sensoren sinnvoll. Sei es bei der Defekt­erkennung von spritzgegossenen Kunststoffteilen, bei der Bauteilüberwachung in der Elektronikindustrie, messen der Produkttemperatur in der Lebensmittelindustrie oder auch beim Warmwalzen von Blechen. Die berührungslosen Temperatursensoren überzeugen durch ihre schnelle Arbeitsweise und dadurch, dass sie keinen Einfluss auf das Messobjekt ausüben. IR-Sensoren und -Kameras zur Prozessautomatisierung ermöglichen eine kontinuierliche Temperaturüberwachung. Intelligente, digitale Systeme erlauben dem Kunden die Fernprogrammierung der Sensoren sowie die online Messdatenübertragung und -aufzeichnung.

Im Gegensatz zu Pyrometern erfassen und messen Wärmebildkameras Temperaturen auf einer Fläche. Speziell für industrielle Anwendungen stellt Micro-Epsilon die hochauflösende Miniatur-Infrarotkamera ThermoImager TIM 640 vor. Mit der größeren geometrischen Auflösung, verbunden mit einer hohen thermischen Empfindlichkeit ist sie für besonders präzise Messaufgaben konzipiert worden. Ihr Anschluss erfolgt über eine USB-Schnittstelle, über die auch die Spannungsversorgung vorgenommen wird. Mit einer optischen Auflösung von 640 x 480 Pixel liefert sie gestochen scharfe Wärmebilder in Echtzeit. Bei einer Gehäusegröße von nur 46 x 56 x 90 mm wiegt die Kamera lediglich 320 g – inklusive Objektiv. Sie deckt den Spektralbereich von 7,5 bis 13 µm ab. Zur Einbindung in den Prozess steht ein Prozessinterface mit analogen und digitalen I/Os zur Verfügung. Die Kamera wird mit der Auswerte-Software TIM Connect und einem Software Development Kit geliefert. Der Temperaturbereich reicht von –20 bis +900 °C; die thermische Empfindlichkeit beträgt 75 mK.

Funktionen

Die Wärmebildkamera bietet vielseitige Funktionen. Mit der automatischen Hot- und Cold-Spotsuche können Objekte thermisch untersucht und heiße oder kalte Stellen gefunden werden. Zur einfachen Prozessintegration der Kamera ist auf Wunsch ein industrielles Prozessinterface mit drei Ein-/Ausgängen und einer integrierten Watchdog-Funktion verfügbar. Dieser Watchdog sichert den Messvorgang durch eine intelligente Eigenüberwachung gegen Störungen ab. Der Thermo­Imager TIM 640 besitzt den Schutzgrad IP67, und ist somit auch für raue Umgebungsbedingungen geeignet. Die Auswerte-Software TIM Connect bietet zahlreiche Möglichkeiten zur automatischen Prozess- und Qualitätskontrolle, wie die individuelle Einstellung von Alarmschwellen in Abhängigkeit vom Prozess, Zeilenkamera-Funktionen zur Überwachung von Prozessen mit bewegten Objekten oder der Definition visueller oder akustischer Alarme und analoger Datenausgabe. Temperaturverteilungen auf einer Oberfläche lassen sich im Milli­sekunden-Intervall erfassen.

Die hochauflösende, kompakte und integrierbare VGA-­Infrarotkamera eignet sich für die Qualitätskontrolle, Prozessüberwachung und Analyse von elektronischen Mikrobauteilen in nahezu allen Industriesektoren. Besonders im Kunststoffspritzguss ist in Verbindung mit einer branchenspezifischen Software die Überwachung kleinster Bauteile im laufenden Prozess (Inline-Thermografie) möglich. Bei dieser Art der Qualitätskontrolle ergänzt die Thermografie das menschliche Auge: Sie erfasst die vom Messobjekt ausgehende Infrarotstrahlung und visualisiert sie. In der Spritzgießproduktion liefert die Temperaturverteilung eine globale Qualitätsaussage des Werkstücks: Fehltemperierungen, sichtbare Geometriefehler und verdeckte Fehler wie etwa nicht ausgespritzte Bereiche können erkannt werden.

Schlüsselfertige Lösung

Eine thermografie-basierte Lösung für die Inline-Qualitätsprüfung bei Spritzgussmaschinen kann durch Micro-­Epsilon als schlüsselfertiges System mit Soft- und Hardware bezogen werden. Die Bediensoftware visualisiert das Werkstück und vergleicht es mit einem Infrarot-Referenzbild. Das System ermöglicht die Steuerung und automatische Aus­sortierung fehlerhafter Teile. Weiterhin ist auch eine schnelle und gesicherte Maschinenumstellung möglich, da nach dem Wechsel des Spritzwerkzeugs umgehend eine Bewertung der neu produzierten Teile erfolgt. Gerade für die Automobilzulieferer, bei denen der Wert von Spritzguss­teilen im Prozess um mehrere hundert Prozent steigt, ist die durchgehende Qualitätskontrolle von Bedeutung. Da Micro-Epsilon verschiedene Leistungsklassen anbietet, ist für jeden Anwendungsbereich das jeweils passende Modell verfügbar. Insbesondere können durch IR-Kameras kleinste Fehler im mm²-Bereich identifiziert werden.

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