Laserbasierte Messtechnik Laser-Scanner überzeugen bei Dickenmessungen von Grobblechen

Von Achim Sonntag

Die Dickenmessung von Grobblechen kann sowohl über radiometrische als auch über laserbasierte Messverfahren erfolgen. Der Einsatz von laserbasierten Verfahren, wie den Laser-Scannern der Reihe Scan Control von Micro-Epsilon, bietet hier Vorteile, die von Anwendern der Stahl- und Metallindustrie geschätzt werden.

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Dickenmessanlagen von Micro-Epsilon, die mit Laser-Scannern arbeiten, bieten eine präzise wirtschaftliche Lösung für Dicken-, Breiten- und Längenmessungen in der Metallindustrie. Sie sind zudem einfach zu installieren und müssen nicht aufwendig auf unterschiedliche Legierungen kalibriert werden.
Dickenmessanlagen von Micro-Epsilon, die mit Laser-Scannern arbeiten, bieten eine präzise wirtschaftliche Lösung für Dicken-, Breiten- und Längenmessungen in der Metallindustrie. Sie sind zudem einfach zu installieren und müssen nicht aufwendig auf unterschiedliche Legierungen kalibriert werden.
(Bild: Micro-Epsilon)

Früher wurde die Dickenmessung von Blechen oftmals mit radiometrischen Verfahren, die mit isotoper Strahlung oder einer Röntgenquelle arbeiten, durchgeführt. Stabilität, Materialtemperatur, Messbereich, Grundabstand und Genauigkeit stellten damals große Herausforderungen an alternative Messverfahren.

Die von Micro-Epsilon weiterentwickelte Laser-Technologie ändert den Status Quo. Bei Grobblech-Anwendungen sind laserbasierte Dickenmesssysteme den radiometrischen Systemen in zahlreichen Aspekten überlegen. Die Messsysteme von Micro-Epsilon nutzen die eigens patentierte Blue-Laser-Technologie. Diese Laser-Technologie liefert präzise Messergebnisse auch auf rotglühenden Metallen und ermöglicht Messungen bei Temperaturen bis zu 1.250 °C (2.340 °K). Auf Brammen mit 400 mm Dicke werden so Genauigkeiten von bis zu 20 μm erreicht. Bei diesen Materialdicken stoßen Systeme mit isotoper Strahlung an ihre Grenzen. Darüber hinaus muss bei zunehmender Materialdicke eine erhöhte Strahlungsbelastung in Kauf genommen werden.

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Die C-Rahmensysteme von Micro-Epsilon, die mit Laser-Scannern arbeiten, sind für den Einsatz in Warmwalzwerken mit Schutz- und Kühlsystemen ausgestattet. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Temperaturüberwachung und -kompensation auch bei hohen Objekttemperaturen.

Verschiedene Laserarten sorgen für optimales Ergebnis

Ein wesentliches technisches Detail der Laser-Scanner ist die eingesetzte Laser-Technologie. Der rote Laser wird für Messaufgaben im Kaltwalzbereich verwendet. Die patentierte Blue-Laser-Technologie kommt in der Metallindustrie vor allem bei rotglühendem Metall zum Einsatz. Das eingesetzte blaue Laser-Licht nutzt einen anderen Wellenlängenbereich als rotes Laser-Licht, wodurch die Laser-Linie scharf auf dem Messobjekt ausgebildet und entsprechend scharf auf dem Sensorelement fokussiert wird. Spezielle Filter verhindern, dass der Sensor durch die Strahlungsintensität des glühenden Messobjekts geblendet wird. Dadurch ergeben sich wesentlich stabilere und reproduzierbare Messsignale.

Die Laser-Linien-Technologie bietet verschiedene Vorteile: Durch Dampf oder Partikel verursachte Lücken im Signal werden nicht für die Messung herangezogen. Auch kann die Blechverkippung erfasst und kompensiert werden. Dadurch ist die Dickengenauigkeit für ebene Bleche und verkippte Bleche identisch. Die Laser-Linie kann zudem auch Blechkanten erfassen. Über zwei C-Rahmensysteme lässt sich somit die Blechbreite messen.

Radiometrische Messsysteme sind wartungsintensiv und benötigen hohen Kalibrierungsaufwand. Laserbasierte Systeme sind deutlich einfacher in der Anwendung. Sie führen die Kalibrierung automatisch durch und so schnell, dass sie zwischen zwei Brammen erfolgen kann. Eine Legierungskompensation ist dabei nicht notwendig, da die Dickenmessung unabhängig vom Material beziehungsweise der Oberfläche erfolgen kann. Über die Software lassen sich Cgk-Tests auf einfache Weise durchführen. Die Wartung ist einfach und auf eine zeitweise Reinigung der Schutzfenster beschränkt. Dies wird in der Regel ohnehin über die Freiblasvorrichtung durchgeführt. Bei starker Verschmutzung gibt das System eine Meldung aus. Da es sich bei den verwendeten Lasern um einfach abschaltbare Laser der Klasse 3R handelt, können die Wartungsarbeiten schnell und sicher durchgeführt werden.

Sowohl die Anschaffungs- wie auch die Betriebskosten sind für laserbasierte Dickenmesssysteme üblicherweise deutlich niedriger als beispielsweise für röntgenbasierte Messsysteme. Die Lebensdauer einer Laser-Diode beträgt viele Jahre und die Laser können abgeschaltet werden, wenn sie nicht aktiv genutzt werden, um die Lebensdauer des Lasers zu verlängern.

Dicken-, Breiten- und Längenmessung in der Stranggießanlage

Micro-Epsilon verfügt über ein großes Angebot an Dickenmesssystemen für verschiedene Anforderungen und Anwendungsbereiche. C-Rahmen sind für den Einsatz in sehr schwierigen Umgebungen, einschließlich Warmwalzwerken, konzipiert. Ein dreischichtiges Edelstahlgehäuse mit aktiver Kühlung schützt vor Wärmestrahlung. Darüber hinaus wird die Temperatur im C-Rahmen kontinuierlich an einer Reihe von Messpunkten gemessen, um die verbleibenden Auswirkungen durch sich schnell ändernde Umgebungstemperaturen zu überwachen und zu kompensieren.

Die C-Rahmensysteme können Material mit einer Breite von bis zu 2,8 m messen. Es lassen sich auch zwei C-Rahmen kombinieren, um diese Breite auf 5,6 m zu verdoppeln. Der C-Rahmen kann an jeder Stelle in Richtung der Blechbreite positioniert und auch kontinuierlich bewegt werden, um die vollständige Breite zu scannen, sodass sowohl transversale als auch longitudinale Dickenprofile möglich sind. Im traversierenden Modus misst das System auch die Blechbreite. Im Vergleich zu einem radiometrischen Dickenmesssystem nimmt der C-Rahmen deutlich weniger Platz in Blechtransportrichtung ein. Dies erleichtert die Integration in bestehende Produktionslinien.

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In der Stranggießanlage können mithilfe eines C-Rahmens Brammendicke, Dickenprofil, Breite und Länge gemessen werden. Da sich die Bramme langsam bewegt, kann der C-Rahmen kontinuierliche Scans vornehmen, um eine Dickenkarte bezogen auf zwei Dimensionen der Bramme zu erstellen. Die Messwerte lassen sich dann sowohl für die Stranggießanlage als auch für die Voreinstellungen des nachgeschalteten Warmwalzwerks verwenden.

Dickenmesssysteme werden sehr häufig nach dem Walzen eingesetzt. Hier steuern sie das Walzwerk, liefern Messwerte für Justierungen und sichern die Qualität. Da das Quarto-Walzgerüst im Reversierbetrieb arbeitet, kann ein einzelner C-Rahmen die Mittelliniendicke in einer Richtung messen, bei Stillstand das Blech im Hinblick auf das Dickenprofil und die Breite scannen und dann das Scannen fortsetzen, wenn sich das Blech zurück ins Walzgerüst bewegt. Nach dem Walzen ist eine detailliertere Dickenmessung möglich, bevor das Blech die Bereiche Warmrichten und Kühlbett durchläuft. Diese Informationen können für den anschließenden Schneideprozess verwendet werden. Dadurch erfüllen die Bleche die geforderten Spezifikationen, wodurch die Materialausbeute gesteigert wird.

Messungen beim Schneiden von Blech

Die Bleche, die die Scheranlage durchlaufen, sind abgekühlt und besitzen eine konstante Temperatur. In der Scheranlage werden sie auf das geforderte Format zugeschnitten. Im Vergleich zu einer einfachen Sichtprüfung, ermöglichen die Dickenmessanlagen eine durchgehende und hochgenaue Prüfung vorgegebener Toleranzwerte und Messmuster. C-Rahmen von Micro-Epsilon gleichen für jedes einzelne Blech unterschiedliche Scan-Muster und Toleranzen ab. Auf diese Weise sind kundenspezifische Prüfprozesse möglich. Im abschließenden Prozess des Blech-Finishings, welches als finale Abschlusskontrolle fungiert, lassen sich die Dickenmessanlagen ebenso effektiv wie zuverlässig einsetzen, um die Bleche auf die Einhaltung der korrekten Maße zu prüfen und gleichzeitig Reklamationen zu vermeiden.

Dickenmessanlagen von Micro-Epsilon, die mit Laser-Scannern arbeiten, bieten eine präzise wirtschaftliche Lösung für Dicken-, Breiten- und Längenmessungen in der Metallindustrie. Sie sind zudem einfach zu installieren und müssen nicht aufwendig auf unterschiedliche Legierungen kalibriert werden. Die Messergebnisse werden dabei mit hoher Geschwindigkeit ausgegeben, wodurch diese Systeme für den dynamischen Einsatz in der Produktionslinie konzipiert sind. Die Micro-Epsilon-Laser-Scanner liefern dank hochwertiger Schutzmaßnahmen auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen mit Staub oder Schmutz präzise Ergebnisse. Die Scanner auf Basis unterschiedlicher, teils von Micro-Epsilon patentierter, Technologien mit roter und blauer Laserdiode, liefern hochgenaue Ergebnisse sowohl bei kalten wie auch rotglühenden Metallen. C-Rahmensysteme mit Laser-Scannern der Reihe Scan Control bieten eine höchste Präzision, enorme Flexibilität und Anwendungsvielfalt in automatisierten Industrieprozessen.

Mehr Effizienz im Presswerk

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