Schnelle Optische Rauheits-Messung

SORM 3plus
Schnelle Optische
Rauheits-Messung
online
berührungslos
laseroptisch
SORM 3plus
Schnelle Optische Rauheits-
Arbeitsweise
SORM 3plus (SORM = Schnelle Optische RauheitsMessung) ist das Onlinemesssystem zur Erfassung von
Rauheitskenngrößen an laufenden Bändern. Die gestiegenen Anforderungen an neue Werkstoffe und immer
komplexere Bauteile erfordern eine immer höhere
Prozesssicherheit bei der Produktion von Bandstahl.
SORM 3plus hingegen ist ein berührungslos arbeitendes
Onlinemesssystem, das auf metallischen und vielen
nicht metallischen Oberflächen bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 2400 m/min eingesetzt
werden kann.
Ein wichtiges Qualitätsmerkmal von unbeschichteten und
oberflächenveredelten Bändern sind Rauheitskennwerte.
Das bisher übliche und genormte Verfahren hierfür ist die
Rauheitsmessung mit einem Tastschnittgerät. Hierzu muss
der Betreiber die Produktionslinie anhalten oder es werden
Proben am Coilende genommen und offline im Labor vermessen.
Die Oberflächenrauheitswerte werden dauerhaft gespeichert, dem Anlagenbetreiber online angezeigt und
ggf. in ein übergeordnetes Netzwerk übertragen. Der
Bediener wird alarmiert, wenn die von ihm vorgegebenen
Grenzwerte überschritten werden oder wenn Änderungen
innerhalb der Anlage den Produktionsprozess gefährden. SORM 3plus berechnet die in der Norm definierten
Rauheitsparameter, darunter auch den arithmetischen
Mittenrauwert Ra und die Spitzenzahl RPc.
Installation an einer Verzinkungslinie
SORM-Applikation an einer Feuerverzinkungslinie
Die EMG Automation GmbH konzentriert sich auf
die Fertigungsautomation von kontinuierlichen
Produktionsprozessen in den Branchen Metall, Papier
und Kunststoff sowie der Folien- und Reifenindustrie.
Das 1946 gegründete Unternehmen ist einer der führenden Anbieter von elektrohydraulischen Regel- und
Steuerungslösungen und entwickelt darüber hinaus
qualitätssichernde Systeme für die Fertigungsindustrie.
Basierend auf dem Zusammenspiel von über 70
Jahren Erfahrung, der Qualität unserer Produkte und
Gesamtlösungen sowie unserer Beratungskompetenz,
macht uns der Kunde durch sein Vertrauen zum
Marktführer. In enger Zusammenarbeit mit unseren
Kunden, Forschungseinrichtungen und Universitäten
suchen wir ständig nach innovativen Lösungen, um
Neu- und Weiterentwicklungen voranzutreiben und
so als Innovationsführer den Markt aktiv zu gestalten
und zu prägen.
SORM 3plus Messkopf
-Messung: • online Systemkonfiguration:
Kundennutzen:
Sicherung und Verbesserung der Produktqualität
Steuerung und Optimierung des Dressier- bzw. Walzprozesses
Kostenreduktion durch Optimierung der Walzenstandzeit
Reduzierung von Reklamationen aufgrund der
frühzeitigen Erkennung von Abweichungen
zum geforderten Rauheitsbereich
Reduzierung des Ausschusses bei einer nachträglichen Kontrolle an der Umwickelanlage
Stabiler Umformprozess (Pressen, Tiefziehen) durch konstante Rauheitsparameter
Hervorragende Lackierergebnisse aufgrund einer homogenen Oberflächenrauheit
Einsparungen gegenüber der manuellen Tastschnittmessung
Leistungsmerkmale:
Berührungslose Onlinemessung der
Rauheitskennwerte (Ra, RPc, ...) über
Bandbreite und Bandlänge
Onlinevisualisierung der Rauheitskennwerte über das Prozessleitsystem
Set-up des Messsystems vom Leitstand aus (grafisches Benutzerinterface)
Dauerhafte Speicherung der Rauheitskenn
werte von jedem produzierten Coil
Fernwartbar bzw. fernparametrierbar via
Ethernet
• berührungslos
• laseroptisch
Technische Beschreibung:
Messprinzip:
SORM 3plus misst innerhalb der Fertigungslinie berührungslos die Oberflächenrauheit des laufenden Bandes.
Das System nimmt dabei mit Hilfe eines laseroptischen
Abtastverfahrens zunächst das Mikroprofil der Oberfläche
auf. Dieses Oberflächenprofil ist vergleichbar mit dem
Profil, das ein taktil arbeitendes Tastschnittgerät erfasst.
Aus dem gemessenen Profil werden anschließend die entsprechenden Rauheitsparameter (Ra, RPc) nach den gängigen Normen (DIN / ISO / SEP) berechnet. In Kombination
mit einer Traversiereinheit ermittelt SORM 3plus das
Rauheitsprofil über Bandbreite und Bandlänge. D. h., dem
Anlagenbetreiber liegen die Rauheitskennwerte des kompletten Bandes online vor. Der Einsatz von SORM 3plus
ermöglicht somit die frühzeitige Fehlererkennung und
-beseitigung bereits während der laufenden Produktion
(z. B. Verschleiß der Walzen im Dressiergerüst).
Das eigentliche Messprinzip von SORM 3plus
beruht auf einer Winkelmessung des reflektierten Streulichtes. Der Laserstrahl wird auf die
Materialoberfläche fokussiert und der Winkel des
reflektierten Streulichtes mit einem winkelsensitiven
Sensorarray erfasst.
Sensorarray mit Lasereinheit
Funktionsweise:
Messung des Streuwinkels der Materialoberfläche
Berechnung des Oberflächenprofils
Hochpassfilterung des gemessenen Profils entsprechend der Norm
Bestimmung der Rauheitsparameter nach
DIN EN ISO 4287/4288
Die Messung des Winkels wiederholt sich dabei alle
5 µm bis zu einer maximalen Länge von 300 mm.
Anschließend erfolgt die Berechnung des Oberflächenprofils. Aus diesem Profil werden im letzten
Schritt die Rauheitskennwerte (Ra, RPc) gemäß der
Norm DIN EN ISO 4287/4288 ermittelt.
Messprinzip
Technische Daten
SORM 3plus Messsystem
Anwendungsgebiete:
Messgrößen:
Messbereich:
Messgenauigkeit:
Messlänge:
Messpunktabstand:
Bandgeschwindigkeit:
Arbeitsabstand:
Autofokusbereich:
Messzyklus:
Wartung:
• metallische und nicht metallische Oberflächen
• Voraussetzungen:
• geringer Glanzgrad vorhanden (vollständig diffus reflektierende Materialien
können nicht vermessen werden)
• trockene und saubere Materialoberfläche
• Oberfläche bei Einsatz in Stahlkaltbandlinien:
• unbehandelt
• dressiert
• oberflächenveredelt (verzinkt, galvannealed, lackiert, ...)
• Ra arithmetischer Mittenrauwert
• RPc Spitzenzahl
• die Berechnung erfolgt nach DIN EN 10049 (SEP1940)
• Cut-Off-Frequenz frei einstellbar
• Schwelle für RPc frei einstellbar (Standard +/- 0,5 µm)
• andere Rauheitsparameter auf Anfrage
• Ra = 0,1 – 3,0 µm
• RPc: bis zu 120 Spitzen/cm
• Ra: +/- 1 = +/- 10 % vom Messwert (gemäß Gaußverteilung)
• RPc: +/- 20 % (vom Messwert absolut)
• Randbedingungen:
• a ls Referenz dient der Mittelwert von 5 Tastschnittmessungen mit einem kalibrierten
Taster (ø Nadel 5 µm) auf einer Probe von 70 x 100 mm
•d
ie Messungen werden auf einer sauberen, ebenen (< 0,1 mm) und trockenen Probe mit
unbeschädigter Oberfläche durchgeführt
• variabel einstellbar, max. 300 mm pro Messung
• Standard: 5 µm (einstellbar)
• max. 2400 m/min
• 50 mm
• +/- 10 mm
• < 6 s in Abhängigkeit der Messlänge
• ca. 1 x im Monat Wechseln der Schutzfolie vor der Optik
SORM 3plus Messkopf
Abmessungen:
Gewicht:
Messlaser:
Autofokuseinheit:
• L x B x H: 450 x 230 x 310 mm (inkl. Verfahreinheit und Adapterplatte)
• ca. 17 kg
• Typ: Diodenlaser
• Wellenlänge: = 660 nm
• Laserspot ø max. 6 µm FWHM (Full Width Half Modulation)
• Laserleistung: Pnom = 22 mW
• Schutzklasse 3b
• Laser-Triangulations-Abstandssensor
• Schutzklasse 2
SORM 3plus Mechanik
Traversiereinheit:
Betriebsmittelüberwachung:
• Verfahrweg: abhängig von der Applikation (typisch 3000 mm)
• Verfahrgeschwindigkeit:
• 0 – 600 mm/s (bei 50 Hz) einstellbar über Frequenzumrichter
• Probengröße: 100 x 70 x (0,7 – 2) mm (L x B x H)
• Probe wird in der Parkposition in einem Gehäuse geschützt
• Verfahrgeschwindigkeit:
• 0 – 115 mm/s (bei 50 Hz) einstellbar über Frequenzumrichter
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.moving ahead.
EMG / A-V / DE / SORM 3plus / Teile-Nr.: 164313 / Revision 00 / 07.2017 / Printed in Germany / Änderungen vorbehalten