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Newsgrafik #120393

Process-capable length and speed sensors - Reliable under the toughest of operating conditions  (Company news)

Reliable measurement of product speed and length is essential for production processes in many areas. And the measuring system requirements are as diverse as their applications. For example, in the steel industry, ambient temperatures of 200 °C as well as dust and oil vapors are quite common. In the food industry, on the other hand, things are cleaner, but the most stringent hygiene regulations must nevertheless be observed. Under these ambient conditions, the measurement system must meet the highest standards of accuracy and reproducibility.

Figure: Polytec's Laser Surface Velocimeters have been especially designed for use in harsh environments, work without wear and tear and are maintenance-free in 24-hour continuous operation. (© Polytec)

Non-contact optical measurement systems are the ideal solution for high-precision, non-invasive length and speed measurement in the most different areas of application. Polytec's Laser Surface Velocimeters, especially designed for use in harsh environments, are a good example of this (Figure 1). Their non-contact working principle does neither show wear nor tear leading to a maintenance-free, continuous operation. Their reliable measurement data can easily be integrated into process control systems. The basic function is simple: Using the differential laser Doppler principle, they evaluate the laser light scattered back from a moving object (see technology box). The LSV measures during standstill and reliably detects the direction of movement. This is why non-contact, optical measurement technology is more and more the first choice in a many applications, from the production of food and to paper and steel production.

Increasing profitability in continuous casting In the continuous casting of steel, it is important to keep material losses to a minimum to ensure economical production. Measurement systems for cut-to-length control are therefore obligatory. But often the inherent inaccuracy of conventional contacting methods – caused, for example, by slippage or wear – means that a considerable amount must be added to the minimum length guaranteed to the customer; so manufacturers give away material for free with every cut. The exact knowledge of the speed and length of the strand is the key to optimize the process and the costs. Here, due to their laser precision and reproducibility, non-contact LSVs offer the most practical solution, improving quality and increasing yield. This pays off quickly for the user. If the extra length of each cut is reduced by only a few millimeters, the investment can be paid off in less than one year. In addition, the mounting and start-up of this optical measurement system is easy. It is mounted at a height of 1.5 m above the strand (Figure 2) and is ready for use immediately after entering the application-related parameters.
Another advantage is the environmental protection: In spite of the hot environment, there is no need for the user to protect the measurement system with additional cooling measures. The protective cooling housing, made of aluminum, with cast-in cooling water pipes made of stainless steel, has such an effective cooling performance that additional enclosing is unnecessary. This saves further costs and effort.

Mass flow control in rolling mills
Rolling mills have similar requirements. The processing industry demands highest accuracy and quality of today's steel and aluminum products (Figure 3). In order to continuously reduce thickness tolerances of rolled strips, modern rolling mills are controlled according to the mass flow principle. The mass flow relationship (Figure 4) allows the roll gap to be calculated for the required strip thickness. It requires measuring speed and thickness before the roll stand and measuring speed again after the roll stand. This way the roll gap can be adjusted fast and very precisely.
The strip thickness is usually determined by x-ray or optical measuring instruments; Laser Surface Velocimeters are perfect for reliably measuring speed here, because the sensors are easy to integrate and – in contrast to traditional contacting speed measurement techniques (e.g. measuring wheels) – LSV work without slippage and wear, avoiding measurement errors. In addition, the different available stand-off distances offer flexibility (300 to 3000 mm), simplifying the mounting as well as retrospective installations.

Uninterrupted paper production
In paper manufacturing (Figure 5), flying splicing is the usual procedure used to join paper rolls during ongoing operation. The start of the new roll is bonded to the end of the used roll. The high operating speed of roll decoilers can make speed matching of the rolls quite a challenge. Speed differences, however, impair the splicing process; the web can tear due to tension fluctuations, leading to loss of production and costs of several thousand Euros. Such problems can be prevented by using Laser Surface Velocimeters.
LSVs measure the true surface speed of the web on the decoiler and send an accurate and reliable measurement signal to the control system. The decoiling speeds can then be synchronized to within +/- 1.5 m/min of each other, corresponding to an error of 0.1% for absolute values of 1500 m/min. In practice, this leads to a significant reduction in tension fluctuations, preventing the expensive downtimes caused by differing roll speeds.

Non-destructive material testing
Various non-destructive measurement procedures are combined in the quality control of seamless steel tubes. Most important are longitudinal and transverse defect testing as well as wall thickness and lamination measurement. For exact localization of defect, the actual test procedure is combined with Polytec velocimeters. Using the laser Doppler principle, they can determine the precise movement of the tube and the current tube position in the test system based on the backscattered laser light. The use of several LSVs is common in ultrasonic testing equipment. Typically, the tubes rotate around their longitudinal axis at 2 m/s. Two LSVs (Figure 6) simultaneously record both the longitudinal movement of the tube in feed direction and the rotary motion perpendicular to it. This provides unambiguous position data during the entire test. With the LSV position data, defect can be located precisely and marked in color for further post-processing.

Cake in top form
Potential applications for the versatile Laser Surface Velocimeters can also be found in many other fields. In the food industry, for example, they measure the speed of dough (Figure 7): An extruder feeds the dough onto the conveyor belt. At this point in time, the dough has a roughly rectangular shape, but is still very irregular. The speed here is approximately 1.5 m/min. A subsequent rolling process smooths the dough and reduces its thickness. The outer parts of the dough strip are then folded inwards; and the dough is rolled out again. Just before the oven, the dough is approx. 30 mm thick and moving at a speed of approximately 2.5 m/min. To achieve the optimum dough thickness and shape, the mass flow must be controlled for the rolling processes. A certain degree of elongation, resulting from the speed difference between dough and belt, is desired. Too much, however, causes deformation and tearing of the dough. Precise speed measurement is therefore obligatory. The speed of the dough must also be measured to monitor the baking time in the oven and ensure optimal baking results. Measuring wheels would touch and damage the dough and are therefore unsuitable for these tasks. Deposits could also change the diameter of the wheel and cause inaccuracies. Here, Polytec LSV are the first choice again.
(Polytec GmbH)

Newsgrafik #115921

Low-cost UV-Blitzsystem für Forschung und Entwicklung  (Firmennews)

Polytec stellt das neue, flexible Xenon X-1100 UV-Blitz-System vor. Das kompakte Benchtop-Gerät
wurde speziell auf die Anforderungen in Forschung und Entwicklung ausgerichtet. Damit steht erstmals ein System zur Verfügung, das die Entwicklung eigener Verfahren zum Sintern gedruckter Elektronik, für Sterilisierungsprozesse oder Techniken zum UV-Härten ermöglicht.

Die herausragenden Eigenschaften sind die präzise regelbare Impuls-Spitzenleistung, Impulsdauer und die Pulsenergie bei einem außergewöhnlichen Preis-Leistungsverhältnis.

Mit einer Strahlungsintensität bis zu 9 Joule/cm2 eignet sich das X-1100 ideal für komplexe Aufgaben: zum Beispiel das Sintern von Silber- und Kupfer-Nanopartikel-Tinten auf flexiblen Substraten in der gedruckten Elektronik, das schnelle UV-Härten – auch komplexer Schichten – und natürlich für die Entwicklung eigener Prozesse. Gesteuert wird das System mit einem intuitiv bedienbaren Touch Screen.
Über ein integriertes Oszilloskop lassen sich die Pulse messen. Darüber hinaus können auch variierende An/Aus-Sequenzen definiert werden, die komplexe Energieabgabe-Muster ermöglichen. Steckverbinder-Anschlüsse vereinfachen das Anschließen unterschiedlicher Lampengehäuse.

Die Flexibilität des Steuersystems wird durch Zubehör und verschiedene Lampensysteme noch erweitert. Dazu gehören Linear-, Spiral- und U-förmige Blitzlampen für verschieden große Wirkflächen, unterschiedliche Probekammern und Lineartische für bewegte Objekte.

Nach der Entwicklung eines Prozesses lässt sich dieser mit produktionsgeeigneten Xenon-Systemen nahtlos in den Fertigungsprozess integrieren. Polytec bietet europaweit Beratung, Vertrieb und Service und betreibt das europäische Xenon-Sinter-Testcenter in Waldbronn bei Karlsruhe.
(Polytec GmbH)

Newsgrafik #115922

MID: Zertifizierte Genauigkeit  (Firmennews)

Bei Produkten, die in der EU nach Länge verkauft werden, muss die Vermessung auf geeichten Maschinen erfolgen. Die vereinbarte Europäische Messgeräterichtlinie 2004/22/EC bestimmt die hohen Anforderungen an Messgeräte und Datenhaltung in Punkto Genauigkeit und Transparenz. Neben validen Messergebnissen sind die Integrität und Sicherheit der Daten die Kernansprüche, damit jederzeit eine transparente, vom Messgerät abgesicherte Datenhaltung gewährleistet ist ohne Möglichkeiten der Einflussnahme.

Polytec stellt mit dem LSV-2000 MID seine berührungsfreie Messtechnik zur Längen- und Geschwindigkeitsmessung vor – entwickelt für genau solche Produktionsprozesse. Bei der berührungsfreien, laserbasierten und damit hochpräzisen Messmethode stechen besonders die Detektion von Richtungsänderungen und gar Stillstand hervor. Das kompakte Messsystem besteht wie beim verwandten LSV-1000 MID aus einem Messkopf und einem Controller in Form eines Industrie Panel-PCs. Dieser beinhaltet die konfigurierbare Anzeige der relevanten Daten. Messungen sind für mindestens 90 Tage vorhaltbar um für Prüfungen jederzeit zur Verfügung
zu stehen. Der Zugriff auf diese Messdaten erfolgt wahlweise über die Bedienoberfläche oder bequem über die Ethernet-Schnittstelle von außen. So lässt sich das System auch einfach und komfortabel über ein offenes Protokoll in die Netzstruktur bzw. das PLC-System einbinden. Die MID-Software kontrolliert dabei den Zugriff und stellt sicher, dass die Daten nicht manipuliert werden.

Zur Prozesssteuerung können nach wie vor alle konventionellen Encoder- und Statussignale beibehalten werden. Dies macht das LSV MID zu mehr als nur der vorgeschriebenen Kontrollinstanz - es ist ein präzises und robustes Instrument für eine verlässliche Prozesssteuerung.
(Polytec GmbH)

Newsgrafik #115924

Exklusive Eintauschaktion: Jetzt auf laserbasierte Prozesskontrolle umsteigen  (Firmennews)

Seit vielen Jahren haben sich Polytec LSV-Systeme zur Längen- und Geschwindigkeitsmessung von Bahnwaren großflächig in Produktionsanlagen aller Industrien durchgesetzt. Nun bietet Polytec exklusiv bis 31.3.2017 die Möglichkeit, mit besonderem Kostenvorteil auf die aktuelle Generation der sicheren Sensortechnologie der LSV Laser Surface Velocimeter umzusteigen. Sämtliche gebrauchten Polytec LSV, andere optische Längen- und Geschwindigkeitssensoren sowie Dreh-Encoder oder Messräder können eingetauscht werden um im Gegenzug ein neues Polytec LSV zu integrieren und dabei noch 20 % Rabatt zu sichern.

Reduzierte Wartungskosten und erhöhte Ausbringung sprechen für das LSV
Polytec LSV arbeiten berührungslos und höchst präzise, weshalb hochwertige Kundenerzeugnisse unversehrt bleiben. Ohne Schlupf auf Produktoberflächen bietet das LSV im Vergleich zu klassischen Messrädern eine bessere Längengenauigkeit und weist keinen mechanischen Verschleiß auf. Das einfache Ausrichten des sichtbaren Lasers sowie die große Auswahl an Arbeitsabständen mit großer Messfeldtiefe ermöglichen eine schnelle und unkomplizierte Integration auch in sicherer Entfernung zum Messobjekt. Mithilfe eines flexiblen Schnittstellenkonzeptes passt der Anwender das LSV einfach in die Prozesssteuerung bestehender Anlagen ein. Die robuste, zuverlässige Messtechnik des LSV in Verbindung mit schnellem und kompetentem Herstellersupport vor Ort macht jede Produktion zukunftssicher.
(Polytec GmbH)

Newsgrafik #115925

Neu für Vision-Sensoren: Roboterkoordinaten per Mausklick und metrische Abstandswerte   (Firmennews)

Vision-Sensoren aus dem Polytec-Portfolio ermöglichen jetzt die Ausgabe metrischer Weltkoordinaten für die Objektvermessung sowie die Umwandlung von Bildpositionen in Roboterkoordinaten.

Oft ist es bei der Prüfung oder Vermessung von Bauteilen erwünscht, Positions- und Abstandswerte nicht nur in Bildpixeln, sondern in realen Einheiten wie Millimetern zu erhalten. Mit Hilfe einer Kalibrierplatte lässt sich diese Transformation jetzt mit nur einem Mausklick im Konfigurationsprogramm ausführen. Dabei korrigiert der Vision-Sensor Bildfehler wie perspektivische Verzerrungen und Objektivverzeichnungen, die vor allem bei Objektiven mit kurzer Brennweite auftreten. Auf diese Weise sind präzise metrische Abstandswerte garantiert.

Auch für die Ansteuerung von Robotern bietet die Vision-Sensor-Software neue, komfortable Funktionen. Die Transformation der Objekt-/Bildkoordinaten in absolute Roboterkoordinaten wird nicht mehr mühsam in der Robotersteuerung oder SPS programmiert, sondern durch einmalige Kalibrierung direkt im Sensor erledigt. Die Übernahme der Bildkoordinaten erfolgt entweder per Snap-Funktion manuell oder voll automatisiert per Schnittstellenkommandos von der Robotersteuerung.
Dies bedeutet für Anwender und Integratoren einen erheblich geringeren Aufwand. Über die Funktion „Greifpunkt-Korrektur“ kann eine abweichende Greifposition berücksichtigt werden, z. B. ein seitlicher Anfasser am Objekt. Soll ein Teil an seinen Außenkonturen gegriffen werden, kann mit einer weiteren Funktion der verfügbare Freiraum rund um das Teil überprüft werden.
(Polytec GmbH)

Newsgrafik #115926

Neue optische Filter für die industrielle Bildverarbeitung   (Firmennews)

Polytec erweitert sein Programm an optischen Filtern um 3 neue Filter. Es handelt sich zum einen um 2 sehr schmalbandige Bandpassfliter für die Wellenlängen 450 und 520nm und einem Langpassfilter der für Wellenlängen ab 900nm durchlässig ist.

Das Portfilio von optischen Filtern umfasst somit mehr als 100 verschiedene Filter mit mehr als 25 Größen so dass diese auf nahezu jedes Objektiv aufgeschraubt werden können.

Filter im Bereich der industriellen Bildverarbeitung können Aufgabenstellungen wesentlich vereinfachen, indem diese die Bilder die die Kamera aufnimmt so verändert, dass die relevanten Bildinformationen hervorgehoben und störende Einflüsse eliminiert werden.
(Polytec GmbH)