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Laser-Messeinrichtung zur Geometrieprüfung von Windschutzscheiben arcus-ws

Produkt Laser-Messeinrichtung zur Geometrieprüfung von Windschutzscheiben arcus-ws vom Hersteller NoKra Optische Prüftechnik und Automation
Produkt Merkmale
  • Messmaschine zur berührungslosen Geometrieprüfung von Windschutzscheiben aus Zweischeiben-Verbundsicherheitsglas mit Lasertriangulationssensoren
  • max. Abmessungen Scheiben: 1,85 m x 1,35 m
  • Durchbiegung Scheiben: max. 300 mm
  • Temperatur der Scheiben: 150-250 °C
  • Messbereich der einzelnen Lasersensoren: 130 mm 
  • Abtastrate: bis 6 kHz 
  • Messzeit für eine komplette Scheibe: ca. 10 s
  • Wiederholpräzision der Messung: <10 µm
Funktionsumfang:

Die Laser-Messeinrichtung arcus-ws dient zur berührungslosen Geometrieprüfung von gebogenen Windschutzscheiben aus Zweischeiben-Verbundsicherheitsglas. Die Scheiben mit Abmessungen bis zu 1,85 m x 1,35 m werden zum Biegen in einem Ofen erwärmt und auf einem Hilfsgestell in die gewünschte Form gebogen. Nach dem Verlassen des Ofens werden die 150-250 °C heißen Scheiben in der Messstation gestoppt und die im Ofen erzeugte Form innerhalb von ca. 10 s von mehreren traversierenden Laserdistanzsensoren erfasst. Die Messfrequenz der Lasersensoren von bis zu 6 kHz ermöglicht die detaillierte Erfassung der Scheibengeometrie mit mehreren tausend Punkten. Durch den mehrschichtigen Aufbau der Verbundglasscheiben entstehende Mehrfachreflexe der Laserstrahlen werden mit Hilfe von speziellen Filteralgorithmen unterdrückt. Die Erfassung der Scheibenform geschieht mit einer Wiederholpräzision von 0,01 mm. Die zeitnah gewonnenen Prüfergebnisse werden zur Überwachung und Optimierung des Ofenprozesses genutzt.

Funktionsprinzip:

Das Messsystem ist aus drei Laserdistanzsensoren aufgebaut, die an einem Messbalken installiert sind, der über der Förderstrecke angeordnet und durch ein Achsensystem verfahrbar ist. Die auf einem Hilfsgestell liegende Windschutzscheibe wird in der Messstation gestoppt und die Messung gestartet. Hierfür wird der Messbalken durch eine Achse in Transportrichtung verfahren und die Windschutzscheibe von den Lasersensoren auf drei Spuren abgescannt. Für unterschiedliche Produkte ist der Messbalken automatisch in vertikaler Richtung verfahrbar, außerdem lässt sich die Position der Lasersensoren am Messbalken manuell verändern. 
Der sichtbare Laserstrahl des Sensors wird auf das Objekt gerichtet und projiziert darauf einen Lichtfleck. Dieser Lichtfleck streut Licht zum Sensor zurück. Das einfallende Licht wird mit einem Objektiv, das unter einem Winkel zum ausgesendeten Laserstrahl im Sensorgehäuse angeordnet ist, auf eine CCD-Zeilenkamera abgebildet. Die Lage des abgebildeten Lichtflecks auf der Zeilenkamera ist ein Maß für den Abstand des Werkstücks vom Sensor. Auf den Bildpunkten wird die Lichtintensität der Rückstreuung durch den inneren Fotoeffekt als elektrische Ladung gespeichert. Der CCD-Sensor gibt diese generierten Informationen Punkt für Punkt in serieller Form aus. Von diesem elektrischen Signal wird in der Signalverarbeitung die Position des Lichtfleckes auf dem Sensor und damit der Abstand mit Subpixelgenauigkeit ermittelt. Da der Laserstrahl durch den Schichtenaufbau der Verbundglasscheiben mehrfach reflektiert wird, werden die störenden, nicht für die Messung relevanten Reflexe mit Hilfe von Filteralgorithmen unterdrückt.
Anschließend werden die Messdaten in das benötigte Schnittstellenformat gewandelt und übertragen. Bei Über- oder Unterschreitung der vorgegeben Sollwerte erfolgt eine NIO-Meldung.

Aufbau:

Das kundenspezifische Messsystem wird als schlüsselfertige Messstation geliefert und besteht aus drei Lasertriangulationssensoren, die an einem Messbalken installiert sind, der durch ein XZ-Achsensystem verfahren wird. Dazu gehören die Auswerteelektronik mit einer Bedieneinheit und Visualisierung sowie die Integration in die Prozessumgebung.

Einsatzbereich:

Die Systeme zur berührungslosen Geometrie-Messung arcus-ws dienen zur Kontrolle von Windschutzscheiben aus Zweischeiben-Verbundsicherheitsglas nach dem Biegeprozess. Zur Herstellung der Biegung durchlaufen die Scheiben einen Ofenprozess mit definierten Zeiten und Temperaturprofilen. Die Prüfung der 150-250 °C heißen Scheiben nach der Ofenfahrt ermöglicht eine zeitnahe Optimierung des Ofenprozesses sowie eine 100-%-Geometrieprüfung der Scheiben zur Qualitätssicherung, da eine Nachbearbeitung der Scheiben nicht möglich ist. Einsatzbereich ist die Herstellung von Kfz-Windschutzscheiben. Anwenderbranche ist die Glasindustrie.