Hoppa direkt till huvudnavigeringen Gå direkt till innehållet Hoppa till undernavigering

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.

3D-mätning av komponenter före plasmaskärning

För att behandla dessa enorma kupoler snabbt, helt automatiskt och med extrem precision, är det nödvändigt att bestämma deras form och exakta position inom produktionslinjen. Eftersom CAD-datan för kupolen ofta skiljer sig med flera centimeter från de faktiska dimensionerna så mäts dess 3D-profil, före bearbetning, med scanCONTROL 2900 laserkanner. De exakta måtten bestäms sedan utifrån 2D-data som genereras av skannern som är ansluten till ett 6D-positioneringssystem. Skanningsprocessen utförs med höga hastigheter upp till 60 meter per minut.

Den kompakta designen, den integrerade elektroniken och höga mätfrekvensen gör Micro-Epsilons laserskanner lämplig för intergation i produktion. Dessutom uppnår högpresterande skannrar en hög repeterbarhet på 50 µm/m trots olika reflekterande egenskaper hos de metalliska mätobjekten.

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

Avståndskontroll av detektorer för undersökning av borrkärnor

Cox Analytical Systems erbjuder en speciell röntgenanalysutrustning (XRF-skannrar) för geologisk analys av borrkärnor och mineralprover. Utrustningen möjliggör provanalys av nästan samtliga element i det periodiska systemet i en mätkörning. Micro-Epsilon scanCONTROL 2600 laserprofilskannrar integreras så att systemen fungerar så snabbt och exakt som möjligt.

Dessutom ger dessa högprecisionsskannrar inte bara information om avståndet från provytan, utan också om ytans profil (cirkulär eller platt) och ojämnheter. Även informationen bearbetas i analysatorn och är särskilt användbar för att skanna prover utan föregående provberedning.

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

Avståndsmätning och positionering vid montering med robotar

En bilkaross måste positioneras i exakt rätt läge för att säkerställa en smidig installation med hjälp av roboten som leder instrumentpanelen in i fordonet mellan A- och B-stolparna. Karossens position bestäms av en time-of-flight-lasergivare optoNCDT ILR1030-8/LC1 från MicroEpsilon. Tack vare sin korta responstid är givaren särskilt lämplig för denna och andra jämförbara applikationer. Givaren och roboten som installerar instrumentpanelen sitter på samma sida i monteringslinjen. Mätningar görs i höjd med fordonets A- och B-stolpar med en mätfrekvens om 100 Hz och på ett avstånd om ca 600 till 700 mm.

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

Kantdetektering i kalandern på en pappersmaskin

Kalandrar används i pappersproduktion och bör förbättra slätheten ytan på slutprodukten. För att styra pappersbanan krävs exakt kantmätning. Micro-Epsilons laserskanners används för överföring av positionen av kanten direkt till styrsystemet. Mätning av kanterna gör det möjligt att bestämma bredden och att överföra detta värde till nästa steg i trimningsprocessen.

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

Exakt positionering av kirurgiska mikroskop

Kirurgiska ingrepp kräver en perfekt bild av operationsområdet. Här stöds kirurgen ofta av ett kirurgiskt mikroskop. För att kirurgen ska kunna placera mikroskopet optimalt och ge kirurgiteamet mer utrymme att röra sig på är mikroskopoptiken monterad på ett stativ med långa armar.

precise-positioning-surgical-microscope.jpg

Synkroniseringsövervakning med dragvajergivare i teleskopplattformar

För elektronisk synkroniseringsövervakning används dragvajergivare. Givarna är enkla att integrera, de är mycket kompakta och erbjuder hög mätnoggrannhet samt ett stort mätområde. Vid mätning av förskjutning monteras givaren på teleskopcylinderns nedre cylinderrör med öppningen nedåt. Detta förhindrar att smuts och vätskor kommer in i givaren. Stålvajern med förlängning styrs från givaren via taljor in i cylinderröret.

Dragvajergivaren som används är WDS-1500-P60-CR-P-M4 med robust aluminiumhölje och en WE-1500-M4 förlängning med M4-vajeranslutning och 1500 mm vajerlängd. Förutom givaren som används tillhandahåller Micro-Epsilon ett stort antal andra lämpliga dragvajergivare för samma eller liknande applikationer, bland annat MK77 / MK60-serien med ett robust plasthölje.

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

Positionering av operationsbord

Operationsbord erbjuder många justeringsalternativ för att uppnå rätt positionering av patienten under operationen. Förutom höjden kan de horisontella positionerna och vinkelfunktionerna ofta justeras. Eftersom positioneringen utförs elektriskt måste positionerna övervakas och för detta ändamål används dragvajergivare från Micro-Epsilon.

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

Detektion av kanter på tyger i skärmaskiner

Om materialbanans position inte är bestämd eller är felaktig kan detta leda till svinn på grund av felaktiga skär eller till maskinfel på grund av att styrsignaler saknas. Den fiberoptiska givaren OptoCONTROL CLS-K31 från Micro-Epsilon används därför för detektering av kantposition. Givaren detekterar pålitligt början av valsen och är monterad direkt på ett av skärbladen samt på ett avstånd av cirka 140 mm känner givaren när tyget befinner sig i korrekt skärläge. En PNP-utgång sänder sedan en signalnivå direkt till styrenheten och skärprocessen börjar. På detta sätt kan skärelementen placeras exakt på 0,5 till 2 mm beroende på material. Efter varje skärning beräknas tygpositionen på nytt. Mätprocessen utförs med matningshastigheter på 20 meter per minut. Mätsystemet optoCONTROL CLS-K-31 från Micro-Epsilon ger mycket tillförlitliga och reproducerbara mätresultat, vilket i slutändan optimerar skärningsnoggrannheten och samtidigt minskar avfall och processstörningar. CLS-K-31 är praktiskt taget okänslig för repor och kontaminering på valsens blanka metallyta.

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

Detektering av position på hydrauliska dykplattformar

Dragvajergivare från Micro-Epsilon mäter exakt höjd och ser till att tornen är i korrekt position. Detta är det enda sättet att enkelt kontrollera höjden mellan 0,8 m och 3,5 m med hjälp av en konsol på kanten av poolen. wireSENSOR WDS-P115 känner av trappans indragning och förlängning på dykplattformen och dyktornets höjd bestäms med hjälp av dessa uppmätta värden.

Utmaningen ligger i den höga luftfuktigheten, den klorinnehållande miljön och det höga antalet arbetscykler som givarna måste utföra. WDS-P115 är en industriell dragvajergivare från Micro-Epsilon och valdes därför för uppgiften. Tack vare sitt stora mätområde, det robusta aluminiumprofilhuset och den hållbara designen med slitagefria pulsgivare, levererar dessa moderna industrigivare exakta resultat även i krävande miljöer. Givarna är även enkla att installera. Förutom standardmodellerna finns specialversioner med belagda höljen och rostfria element för extrema miljöförhållanden så som saltvatten.

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