Siirry suoraan päänavigointiin Suora pääsy sisältöön Siirry alanavigointi-tilaan

Positioning, centering, tilt, alignment

Different parts must often be positioned or products put in a specified place in production systems or for automatic movements. Thereby, sensors can only transmit the distance information to the controller or perform the complete system regulation with its signals. Welding robots with automatic weld seam guidance are an example of automatic regulation. Different sensors are used depending on which material the part to be positioned is made of.

Komponenttien 3D-mittaus ennen plasmaleikkausta

Näiden suurten kupolien nopeaa, täysin automaattista ja erittäin tarkkaa käsittelyä varten on määritettävä niiden muoto ja tarkka sijainti tuotantolinjalla. Koska pelkät kupolin CAD-tiedot usein poikkeavat usealla senttimetrillä todellisista mitoista, mitataan kansien 3D-profiili ennen prosessointia scanCONTROL 2900 -laserskannereilla. Tämän jälkeen tarkat mitat määritetään 6D-skannerin asemointijärjestelmään kytketyn skannerin tuottamien 2D-tietojen pohjalta. Skannausprosessi tapahtuu erittäin suurella nopeudella jopa 60 m/min.

Kompaktin muotoilunsa, integroidun elektroniikkansa ja nopeutensa ansiosta Micro-Epsilonin laserskanneri sopii hyvin inline-integrointiin. Lisäksi näillä tehokkailla skannereilla saavutetaan korkea 50 µm/m:n toistettavuus jopa metallisten testikohteiden erilaisilla heijastavilla ominaisuuksilla.

3d-measurement-components-prior--plasma-cutting.jpg

Tunnistimien etäisyyden valvonta kairausnäytteen tutkimisessa

Cox Analytical Systems tarjoaa erityisiä röntgenanalyysilaitteita (XRF-skannerit) kairaus- ja mineraalinäytteiden geologiseen analyysiin. Näiden avulla voidaan analysoida lähes kaikki jaksollisen taulukon elementit yhdessä mittausajossa. Micro-Epsilon scanCONTROL 2600 -laserprofiiliskannerit integroitiin myös siten, että järjestelmät toimivat mahdollisimman nopeasti ja tarkasti.

Lisäksi nämä tarkat laserskannerit tarjoavat paitsi etäisyyttä näytepinnasta, myös tiedon pinnan profiilista (pyöreä tai tasainen) ja epätasaisuuksista. Nämä tiedot käsitellään myös analysaattorissa ja ovat erityisen hyödyllisiä näytteiden skannauksessa, ilman näytteen valmistelua etukäteen.

distance-control-detectors.jpg

Distance control in 3D printing

Micro laser sintering technology is an additive production technology based on digital 3D design data, whereby a component is constructed layer-by-layer from metal powders using a laser beam. This procedure is also known as industrial 3D printing. The exact positioning of the squeegee to the base surface (distance and tilt angle) requires an exact control method. Four CSE05(01) capacitive displacement sensors are used here. The planarity of the descending construction platform must be inspected before the process starts using three CS02 sensors integrated into an add-on module.

distance-control-3d-printing-en.jpg

Etäisyysmittaukset robotin asemoinnissa

Auton korin on pysähdyttävä juuri haluttuun asentoon. Tämä on ainoa tapa varmistaa, että robotin tekemä asennus on sujuva. Robotin on ohjattava ohjaamo ajoneuvoon A- ja B-pilareiden välistä. Paikka, johon auton kori pysähtyy, määritetään Micro-Epsilonin valon kulkuaikaan perustuvilla optoNCDT ILR1030-8/LC1 -laserantureilla. Ne soveltuvat erityisen hyvin näihin ja muihin vastaaviin sovelluksiin lyhyen vasteaikansa vuoksi. Anturi sijaitsee ohjaamon asennusta varten samalla puolella kokoonpanolinjaa kuin kokoamisrobottikin. Mittaukset tehdään 100 Hz:n taajuudella ajoneuvon A- ja B-pilarien korkeudella ja noin 600–700 mm:n etäisyydeltä.

distance-measurements-robot-positioning-tasks.jpg

Automatic height adjustment for material analysis

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) performs precise analysis of the atomic composition of different materials. The measurement objects involved are mostly mineral or metallic parts whose surfaces have different gloss levels and which are sometimes extremely tilted.

SECOPTA analytics GmbH uses the ILD1320-100 sensors from Micro-Epsilon in this application to automatically readjust the height of the LIBS sensor head. Particularly with metal samples whose surfaces have different texturessuch as oxidized spots, the ILD1320 with the ASC feature is a reliable sensor.

automatic-height-adjustment-material-analysis.jpg

Paperirullan reunan tunnistus kalanterissa

Ellei paperi liiku kalanterissa aivan suoraan, kuumennettu kalanteritela painuu vastapäistä telaa vasten, jolloin se saattaa vaurioitua. Telan erikoispäällysteen korjaaminen tai jopa koko telan vaihtaminen tulee erittäin kalliiksi, minkä vuoksi paperirullan reunan tarkistaminen on pakollista. Tähän käytetään Micro-Epsilonin laserantureita, joilla paperirullan reunan tarkka sijainti välitetään suoraan koneen ohjausjärjestelmälle.

web-edge-detection-calender-paper-machine.jpg

Measuring system for strip position monitoring in a coating tank

In the electrolytic refinement of thin sheets electrical losses are minimised by a small distance between strip and anode. This requires exact strip guidance. Before the strip enters the coating tank it is guided and measured between two measuring bars with nine eddy-current sensors each. Actuators are initiated and change the position of the anodes in accordance with the strip geometry, or initiate a return to the starting position if limit values are exceeded.

measuring-system-strip-position.jpg

Sheet edge measurement prior to laser welding

The company „Paul von der Bank“ in Hilden (Germany) develops and manufactures modular-designed robotic welding cells and fully automatic production and processing lines. To ensure high production quality of longitudinally welded pipes, the following factors must be considered: Besides sheet edge length, the exact edge position must be known, it must be guaranteed that sheet edges are aligned perfectly to each other

sheet-edge-measurement-prior-laser-welding.jpg

Print head positioning using laser triangulation sensors

When printing on materials such as glass and ceramics, very fine detailed structures are generated, which requires precise positioning of the print head. This is why optoNCDT 1420 laser triangulation sensors from Micro-Epsilon are used. With a measuring range of 10mm, these determine at various points in the print head the respective distance from the surfaceto be printed. The sensor data is transferred via the RS422 interface to the control system. The data obtained enables the determination of the edges and the surface tilt and therefore the exact positioning of the print head.

print-head-positioning.jpg

Piston position detection in hydraulic cylinders

In order to detect the piston position of hydraulic cylinders, magnetostrictive and inductive sensors are normally factory-fitted in the sensor. A wide variety of sensors is required to cope with a huge number of different cylinder models (e.g. due to different strokes). Due to this, economies of scale are difficult to achieve.

Therefore, the magneto-inductive sensor (mainSENSOR) is an economic alternative that is mounted outside the cylinder while a magnet is integrated into the ferromagnetic piston rod. The face-mounted magnet transfers its magnetic field to the piston rod. The sensor then detects the magneticfield distribution along the rod and converts this into a linear output signal, which corresponds to the piston position.

In this way, measuring the piston position of a cylinder can be achieved (also retrospectively) in an extremely simple, space-saving way.

piston-position-detection-hydraulic-cylinders.jpg

Kirurgisen mikroskoopin tarkka asemointi

Kirurgiset toimenpiteet edellyttävät täydellistä näkymää toimenpidealueella. Tässä kirurgia tukee usein kirurginen mikroskooppi. Jotta kirurgi pystyy parhaiten asemoimaan mikroskoopin ja antamaan leikkaustiimille liikkumatilaa, mikroskooppioptiikka on asennettu pitkien varsien päähän telineeseen.

precise-positioning-surgical-microscope.jpg

Teleskooppinostimien synkronoinnin valvontaa vaijerivetoantureilla

Synkronoinnin elektroniseen valvontaan käytetään tässä vaijerivetoanturia. Niiden integroiminen on helppoa, ne ovat erittäin pienikokoisia ja ne tarjoavat erinomaisen tarkkuuden ja suuren mittausalueen. Siirtymän mittausta varten anturi on asennettu teleskooppisylinterin matalimpaan sylinteriputkeen aukko alaspäin. Tämä estää lian ja nesteiden pääsyn anturin sisään. Teräskaapeli vaijerijatkeella ohjataan anturista sylinteriputkeen ohjaushihnapyörien kautta.

Käytetty anturi on tyypin WDS-1500-P60-CR-P-M4-vaijerivetoanturi kestävällä alumiinikoteloinnilla ja tyypin WE-1500-M4-vaijerijatkeella sekä M4-vaijeriliitynnällä ja 1500 mm pitkällä vaijerilla. Tässä käytetyn anturin lisäksi Micro-Epsilon tarjoaa laajan valikoiman muita saman tyyppisiin sovelluksiin sopivia vaijerivetoantureita, kuten esimerkiksi MK77/MK60-sarjan, jossa on kestävä muovikotelointi.

synchronization-monitoring-draw-wire-sensors-_telescopic-platforms.jpg

High precision adjustment using capacitive sensors

In the production of thin-film solar cells, multiple functional layers are applied in a defined arrangement and structure onto glass sheets with a size of up to 3m x 5m. This happens in large coating systems. The uniformity of the coating depends on numerous process parameters. The distance between two perforated metal plates, which act as electrodes, is a key factor. These must be adjusted over the entire surface with an accuracy of at least 50µm. This is why continuous calibration and tests should ensure accurate positioning and arching correction. Therefore, a distance measurement is carried out in a vacuum at five different points. Previously, an external provider carried out timeconsuming and costly measurements using mechanical gages. LSAGmbH developed a new all-in-one solution involving non-contact, capacitive sensors from Micro-Epsilon which the system operator can use autonomously.

The capacitive sensor and the preamplifier are encapsulated under vacuum in a measuring box, which is used to measure the distance between the plates. In total, five sensors are connected to the capaNCDT 6500multi-channel system. The values measured are output via Ethernet.

high-precision-adjustment.jpg

Precise alignment of the cathodes at the electron accelerator

With its project “bERLinPro”, Helmholtz Zentrum Berlin [HZB] strives to develop a new technological basis for an “Energy Recovery Linac” (linear accelerator with energy recovery) in order to further develop accelerator technologies. Helmholtz Zentrum Berlin relies for this purpose on Micro-Epsilon’s precise measurement technology.

A photo cathode in a superconductive high-frequency electron gun is used to optimize the source of the electron bunches that are to be accelerated. During further acceleration, the electron bunches thereby generated remain more compact than bunches from other sources. This allows them to be used for achieving higher-quality X-rays, among other things. The electron source in the bERLinPro project is aligned by using three capacitive flat sensors together with a DT6220 controller. In the process, the tilting and change of the holder’s position during cooling from room temperature to 2 Kelvin (-271 °C) is monitored.

precise-alignment-cathodes-electron-accelerator.jpg

Mätning av vevaxelns läge i slipmaskiner

 Mätuppgiften innefattar positionsmätning av vevaxeln med mikrometerprecision med hjälp av virvelströmsbaserade induktiva sensorer. Både en kontinuerlig avståndskontroll och ett konsekvent avstånd från slipverktyget krävs. Den analoga sensorsignalen överförs därför till en PLC som justerar slipverktygets position baserat på uppmätta värden. Eftersom kylvätska (olja) används i malningsprocessen är induktiva sensorer perfekt lämpade. Applikationslösningen kan även eftermonteras och integreras i befintliga system.

measurement-crankshaft-position-grinding-machines.jpg

Automatic paper roll control

In paper production the prepared paper pulp flows onto a conveyor belt of fine wire mesh at the so called "wet end". There most of the water is removed by means of a vacuum. The paper web is generated and is transported to the second station, the wet press rollers, which determine the paper web speed by means of a second drive unit. In order to avoid tears in the paper web a laser position measuring system is used here which measures the position of the paper web between the two stations. The analog output signal of the sensor is fed into a closed-loop control circuit which influences the motor speed at station 1 and thereby ensures that a specified setpoint distance value is maintained.

automatic-paper-roll-control.jpg

Distance measurement at 4 degrees Kelvin

In Atomic Force Microscopy (AFM), positioning units are used to move samples for surface topographies. In doing this, the sensor head of the microscope needs to be cooled down to four degrees Kelvin using liquid helium. Capacitive displacement sensors from the capaNCDT 6300 series are used to monitor these positioning units. The extremely flat design of the sensor enables it to be used in tight or restricted installations. Special materials with very low thermal expansion coefficients enable nanometre precision.

distance-measurement-4-degrees-Kelvin.jpg

Automatic positioning of synchroniser discs

Synchroniser discs are used as a synchroniser package in automatic transmissions. Behr Systems in Germany created a handling and processing plant for deburring the front side of the synchroniser discs using a laser. An essential part of this plant is the measurement technology, which guarantees the precise positioning of the synchroniser discs under the deburring laser.

automatic-positioning-synchronizer-discs.jpg

Leikkauspöydän asemointi

Leikkauspöydät tarjoavat monia säätövaihtoehtoja potilaan oikean asemoinnin varmistamiseksi toimenpiteen aikana. Korkeuden lisäksi myös vaakasuoraa asentoa ja kulmaa voidaan usein säätää. Kun asemointi suoritetaan sähköisesti, sitä on valvottava. Tässä käytetään Micro-Epsilonin vaijerivetoantureita.

positioning-operating-tables.jpg

Reliable quality control in the rolling mill

One of the profile rolling mills processes profile steel in reversing operation. The rod centre is then measured and evaluated using a  optoNCDT 1700-750BL.    

control-milling-head-mobile-cnc-milling-unit.jpg

Position measurement on X-ray machines

For highres pictures of digital X-ray machines, the camera must be exactly adjusted to the X-ray tube. For pretty flexible operation, different axes are electrically moveable. Therefore, the adjustment of the camera to the X-ray tube can be as precise as possible, the positions of the axes are measured with draw wire sensors of the series wireSENSOR. With this gang control the camera and the X-ray tube can be moved parallel.

position-measurement-x-ray-machines.jpg

Reflector tilting for satellites

Satellites communicate with one another using laser beams. For this communication, the transmitter must be very precisely aligned with the receiver. The laser beam is stabilised using a deflection mirror. The position values are recorded with miniature eddy current sensors from Micro-Epsilon which achieve a resolution of better than one microrad. These sensors are also used in positioning tasks such as for laser tracking or lithography.

reflector-tilting-satellites.jpg

Tracking control of gantry and overhead cranes

Rail-guiding elements (wheel flanges, guide pulleys) ensure that the crane stays on the rails. Due to uneven distribution of mass, track errors, rails offset and different driving speeds, the rail-guiding elements can mesh. The lateral forces arising from this can lead to noise, stress in the crane construction or wear of the wheels and rails. Machines of this type require considerable maintenance. In order to reduce the latter, so-called tracking controllers are used in order to ensure that the crane wheels are kept central to the rail track. In this case, a number of sensors keep the controller informed about the position and direction of the crane, as well as any deviations that occur.

tracking-control-gantry-overhead-cranes.jpg

Control of the milling head in a mobile CNC milling unit

Thanks to their robustness and low weight, fiber-reinforced composite materials are increasingly used in the aviation and automotive industries. Maintenance and repair of such components are challenging tasks for repair shops. The damaged area must be removed layer by layer in order to enable the reconstruction of the laminate layer.

For repair work on airplanes, company SAUER GmbH developed the ULTRASONIC mobileBLOCK, which is a mobile 5-axis milling unit that enables repairs within just a few minutes. As the component can be damaged anywhere, the surface must be measured before the repair process starts. This is where SAUER relies on sensors from Micro-Epsilon.

In order to avoid collisions, the optoNCDT 1302 laser triangulation sensor measures the distance from the surface at a measuring range of 200mm. Subsequently, a scanCONTROL laser scanner measures the surface profile. Next, the program for the repair process is generated based on the  acquired 3D data.

control-milling-head-mobile-cnc-milling-unit.jpg

Kangasnauhojen reunojen tunnistus leikkauskoneessa

Jos materiaalinauhan sijaintia ei tunnisteta tai jos se tunnistetaan virheellisesti, se saattaa aiheuttaa virheellisen leikkauksen tai koneen toimintahäiriön puuttuvien ohjauselektroniikan signaalien vuoksi. Siksi sijainnin määrittämiseen käytetään Micro-Epsilonin optoCONTROL CLS-K-31 -valokuituanturia.

Anturi tunnistaa luotettavasti rullan alun. Anturi on asennettu suoraan yhteen leikkausteristä ja se tunnistaa noin 140 mm:n etäisyydeltä, kun kangas on leikkauskohdassa. Kytkentälähtö välittää signaalitason suoraan ohjauselektroniikalle ja leikkaaminen alkaa. Näin leikkauselementit voidaan asemoida tarkasti 0,5–2 millimetriin materiaalista riippuen. Kankaan sijainti lasketaan uudelleen jokaisen leikkauksen jälkeen. Mittausprosessi suoritetaan 20 m/min syöttönopeuksissa.

Micro-Epsilonin optoCONTROL CLS-K-31 -mittausjärjestelmä tarjoaa erittäin luotettavat ja toistettavissa olevat mittaustulokset, joiden avulla leikkaustarkkuus voidaan optimoida ja syntyvän jätteen määrää sekä prosessin häiriöitä vähentää. CLS-K-31 ei häiriinny telan kiiltävän pinnan naarmuista tai liasta.

edge-detection-fabric-strips-cutting-machine.jpg

Hydraulisten hyppytornien siirtymän mittaus

Micro-Epsilonin vaijerivetoanturit varmistavat, että hyppytornit ovat täsmälleen oikeassa asennossa mittaamalla korkeuden erittäin tarkasti. Tämä on ainoa tapa, jolla asento voidaan tarkistaa 0,8–3,5 metrin välillä käyttäen altaan reunalla olevaa konsolia. Hyppytornissa käytetään wireSENSOR WDS-P115 -vaijerivetoanturia, joka tunnistaa tikkaiden lyhenemisen ja pitenemisen. Hyppytornin korkeus määritellään näitä mittausarvoja käyttäen.

Haasteena ovat korkea kosteuspitoisuus, klooripitoinen ympäristö ja suuri määrä toimintajaksoja, jotka anturin tulee suorittaa. Tämän vuoksi valittiin Micro-Epsilonin teollinen WDS-P115-vaijerivetoanturi. Suuren mittausalueensa, kestävän alumiinikoteloinnin ja kulumattomien koodereiden ansiosta nämä modernit teolliset anturit tuottavat tarkkoja tuloksia myös vaativissa ympäristöissä. Lisäksi niiden asentaminen on helppoa. Vakiomallien lisäksi vaikeisiin ympäristöihin kuten suolaveteen on saatavilla erikoisversioita, joissa on pinnoitetut kotelot ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat.

displacement-detection-hydraulic-diving-platforms.jpg

Displacement sensor for nanopositioning tasks

Very small displacements, both static and dynamic, are normally generated by piezo actuators. High precision displacement sensors ensure that these displacements are measured to the required nanometre and sub-nanometre accuracies. Resolution and repeatability of up to 0.04nm are possible. Non-contact, capacitive displacement sensors from Micro-Epsilon provide this sub-nanometre precision. The capaNCDT series combines high precision and the required stability.

displacement-sensor-nanopositioning-tasks.jpg