Sensoren in der Kunststoffindustrie Effizienz und Qualität neu definiert

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Micro-Epsilon (Swiss) AG

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

FAULHABER SA

In der modernen Kunststoffproduktion sind Sensoren nicht nur Werkzeuge der Qualitätskontrolle, sondern auch Schlüsselelemente, um die komplexen Verfahren der Kunststoffverarbeitung zu optimieren. Die kleinen und schnellen Sensoren von Micro-Epsilon sind allen Anwendungsbereichen im Einsatz, die eine hohe Präzision erfordern.

Die Implementierung von modernen Sensortechnologien ermöglicht eine präzise Überwachung und Steuerung aller Phasen der Kunststoffproduktion. Von der Rohstoffzufuhr über die Verarbeitung bis hin zur Endkontrolle erlauben Micro-Epsilon-Sensoren eine Echtzeit-Erfassung und -Analyse prozesskritischer Daten. Dies führt zu einer signifikanten Reduktion von Produktionsausfällen und Material, was nicht nur Kosten spart, sondern auch die Umwelt schont. Darüber hinaus wird eine gleichbleibend hohe Produktqualität sichergestellt und die Wirtschaftlichkeit deutlich erhöht.

Effiziente Durchmesserprüfung von Extruder-Bohrungen mit Idiamcontrol

Im Bereich der Maschineninstandhaltung hat sich das Sensorsystem Idiamcontrol bewährt. Es ist speziell für die Messung von Innendurchmessern in Extrudergehäusen konzipiert, die 32 bis 180 mm aufweisen. Das System bietet durch die Messung mit kapazitiven Wegsensoren eine unübertroffene Genauigkeit. Diese Technologie erlaubt es, den Verschleiss präzise zu bestimmen und gezielt schadhafte Segmente zu identifizieren, wodurch die Lebensdauer der Maschinen verlängert und ungeplante Ausfallzeiten minimiert werden.

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Für die Messung wird der Sensor an das Ende des Extruder-Gehäuses geschoben und mit Hilfe eines speziell verstärkten Kabels, das mit einem Spezialstecker am Sensor befestigt ist, anschliessend messend herausgezogen. Die Durchmesserwerte der zeitlich versetzten Prüfzyklen werden gespeichert. Anschliessend erfolgt die Verrechnung der gemessenen Ergebnisse und die daraus resultierende Ermittlung des Verschleisses. Der Durchmesser der Gehäusebohrung wird auf sechs Spuren mit höchster Genauigkeit gemessen. Die Ergebnisse der Messungen werden auf einem kompakten Touchscreen visualisiert, der eine sofortige grafische Darstellung des Durchmessers über die gesamte Länge der Bohrung zeigt. Toleranzüberschreitungen werden auf einen Blick ersichtlich, was eine schnelle Reaktion und Anpassung des Produktionsprozesses ermöglicht. Zusätzlich verfügt das System über eine USB-​Schnittstelle zur Datenausgabe und eine Kalibrierungsüberwachung zur Überprüfung des Arbeitszustandes des Systems.

Einseitige Dickenmessung mit innovativem Kombisensor

Eine wichtige Messaufgabe in der Kunststoff­industrie ist die hochgenaue Dickenmessung dünnster Folien. Hierfür stehen mehrere Sensortechnologien von Micro-Epsilon zur Verfügung: konfokal-chromatische Sensoren, Interferometer, aber auch kapazitive Sensoren. Eine einmalige Kombination bietet der Combisensor, der das kapazitive Messprinzip mit Wirbelstromtechnologie vereint. Das einzigartige Sensorkonzept ist speziell für die Messung der Dicke nichtleitender Materialien entwickelt, die auf metallischen Untergründen aufliegen, wie zum Beispiel Kunststofffolien oder Kunststoffbeschichtungen auf Führungswalzen.

Bei der Messung erfasst der Wirbelstromsensor den Abstand zum darunterliegenden metallischen Material, etwa einer Walze, indem er die Kunststoffschicht durchdringt. Gleichzeitig erfasst der kapazitive Sensor den Abstand zur Oberfläche des Kunststoffs. Die Dicke des Materials wird durch die Berechnung der Differenz zwischen den beiden Sensorsignalen bestimmt, was eine äusserst präzise Messung ermöglicht. Der Sensor ist über ein Kabel mit einem Controller verbunden, der über ein benutzerfreundliches Web­interface gesteuert wird. Dieses Interface erlaubt nicht nur die einfache Konfiguration von Sensor und Controller, sondern auch das Durchführen arithmetischer Operationen mit den erfassten Signalen, um eine optimale Genauigkeit und Funktionalität für spezifische Anwendungen zu generieren.

Innovative Absolut-Interferometer für dünne Folien

Bei der Folienherstellung mit Blasformanlagen kann die Weisslichtinterferometrie eingesetzt werden, um die korrekte Folienstärke zu überprüfen, bevor die Blasfolien zusammengelegt werden. In allen Anwendungen lassen sich die Geräte in Inline-Inspektionsanlagen zur Qualitätssicherung integrieren. Sie sind für das industrielle Umfeld einsetzbar und führen präzise Messungen bis in den Submikrobereich durch. Die Interferometer von Micro-Epsilon liefern nicht nur präzise Dickenwerte, sondern lassen sich zudem für Mehrschicht-Dickenmessungen einsetzen. Ein entscheidender Vorteil ist die abstands­unabhängige Messung, bei welcher der Dickenwert auf wenige Nanometer genau und stabil bleibt. Somit kann sich die Folie innerhalb des Messbereichs bewegen, ohne Einfluss auf die Genauigkeit zu nehmen. Die Sensoren sind industrieoptimiert mit robustem Metallgehäuse und flexiblen Kabeln.

Präzision in 3D

Für komplexe Geometrie-, Form- und Oberflächenprüfungen von Kunststoffobjekten wie Spritzgussteilen werden die 3D-Sensoren von Micro-Epsilon eingesetzt. Der Surfacecontrol 3D 3500 ist ein hochpräziser 3D-​Snapshot-Sensor, der für die automatisierte Inlineprüfung auf diffus reflektierenden Materialien konzipiert wurde. Der Sensor nutzt die sogenannte Streifenlichtprojektion für eine direkte und präzise 3D-Vermessung. Mit einer z-Wiederholpräzision von bis zu 0,4 µm setzt er neue Massstäbe in der hochgenauen 3D-Messtechnik und erkennt selbst kleinste Ebenheitsabweichungen und Höhenunterschiede zuverlässig.

Der kompakte Sensor bietet nicht nur eine hohe Messgenauigkeit, sondern auch eine schnelle Verarbeitung der Daten. Er ist mit Gigabit Ethernet für die schnelle Datenausgabe ausgestattet und unterstützt zusätzlich EtherNet/IP, Profinet und EtherCAT über das 2D/3D-Gateway II. Die Auswertung kann über die herstellereigene Software 3DInspect erfolgen, die echte 3D-Daten liefert, aber auch die Kompatibilität mit GigE Vision ist gegeben, so dass eine einfache Integration in die Bildverarbeitungssoftware von Drittanbietern möglich wird. Der Sensor kann dadurch flexibel in verschiedenen Anwendungsgebieten der Kunststoffindustrie eingesetzt werden.

Farbüberwachung im Extruder

Der Colorsensor CFO ist ein fortschrittlicher Farbsensorcontroller, entwickelt für präzise Farberkennungsaufgaben in der Industrie. Er besticht durch hohe Farbgenauigkeit, moderne Schnittstellen und einfache Bedienung. Über Lichtwellenleiter verbundene CFS-Sensoren ermöglichen flexible Anwendungen für verschiedene Messsituationen. Einsatzbereiche des Colorsensor CFO umfassen beispielsweise die Farbprüfung von Interieur-Teilen, Verpackungen und die Farbsortierung von Verschlüssen. Auch bei ex­tremen Umgebungsbedingungen wie der Extru­sion von Kunststoffen generiert der Sensor präzise Messergebnisse. In diesem Fall wird die Materialfarbe des Granulats direkt im Extruder gemessen, um Überhitzung zu vermeiden. Diese würde andernfalls zu Verbrennungen und damit zu unerwünschten Verfärbungen führen.

Diese Messungen finden unter extremen Bedingungen statt – bis zu 200 bar Druck und Temperaturen von bis zu 250 °C. Neben der robusten Ausführung zeichnen sich die Sensoren durch eine hohe Reproduzierbarkeit mit einer Genauigkeit von ΔE < 0,5 aus. Dies ermöglicht eine präzise Farbmessung und sorgt für eine konsistente Qualität des Endprodukts. Durch diese Eigenschaften tragen die Sensoren wesentlich zur Optimierung der Prozesskontrolle und zur Steigerung der Produktionseffizienz bei. Die Messergebnisse werden anschliessend zur Prozesssteuerung und Qualitätskontrolle verwendet, um die Produktionsparameter kontinuierlich zu überwachen und dadurch qualitativ hochwertige Produkte zu generieren.

Komplette Messanlagen für die Folien­vermessung

Neben Sensoren sind auch schlüsselfertige Messsysteme wie das neue Thicknessgauge verfügbar, welches in C-Rahmenbauform und O-Rahmenbauform erhältlich ist. Das kompakte System ist stabil, leistungsstark und liefert mikrometergenaue Werte für eine 100%-Inline-Dickenmessung. Ausgestattet ist es mit einer integrierten Lineareinheit mit elektromagnetischem Antrieb, Motorsteuerung und automatischer Kalibriervorrichtung sowie einem Multi-Touch-PC mit vorinstallierter Software. Das Dickenmesssystem arbeitet, je nach Anforderung der Messaufgabe, mit Laser-Sensoren, Laser-Scannern, konfokal-chromatischen Sensoren oder dem Combisensor, wodurch es auf eine grosse Bandbreite an unterschiedlichen Oberflächen und Materialien angewendet werden kann.

Das Modell Thicknessgauge O.EC basiert auf dem Combisensor. Dieser vereint einen induktiven Sensor auf Wirbelstrombasis mit einem kapazitiven Sensor und misst damit die Dicke nicht leitfähiger Materialien, die über eine Messwalze geführt werden. Ihr Einsatzbereich liegt vor allem in der stabilen und präzisen Dickenmessung von Folien und Kunststoffbändern. Auch in verschmutzten Bereichen mit hohen Umgebungstemperaturen zeigt sich das Thicknessgauge O.EC besonders robust. Das System ist als O-Rahmen aufgebaut und verfügt über eine Sensoreinheit, die über das Band traversiert. Dank der innovativen Technologie erfolgt die Dickenmessung berührungslos von nur einer Seite. Die Führungswalze dient dabei als Referenztarget für den integrierten Wirbelstromsensor, während der integrierte kapazitive Sensor den Abstand zur Materialoberfläche ermittelt. Die Differenz aus beiden Signalen wird vom Controller als Dickenwert berechnet und als hochgenauer Messwert ausgegeben.

Fazit

Der Sensorhersteller Micro-Epsilon bietet ein breites Portfolio an Sensoren, Messanlagen, 3D-Technologien und Software für hochgenaue Messaufgaben in der Kunststoffindustrie. Ob Maschinenüberwachung oder automatisierte Qualitätskontrolle der Endprodukte – die Sensoren bieten eine zuverlässige 100%-Kontrolle für nahezu alle Anwendungsgebiete. Als Ansprechpartner stehen den Kunden die branchenerfahrenen Experten des Unternehmens zur Seite.

Für mehr Sicherheit und Stabilität

Sensoren im Schienen- und Bahnverkehr

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