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Home> Fallstudie-Index>Die Herausforderung, ein neues Produkt auf einem unergründeten Feld zu entwickeln |
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Keyence zählt zu den führenden Herstellern von Lasergeräten für die Werksautomation und ist seit 1986 auf dem Markt für digitale Mikrometer tätig.
Damals waren ausschließlich digitale Mikrometer mit Lasern erhältlich. In Laser-Mikrometern wurden allerdings Motoren verwendet, was gewisse Nachteile zur Folge hatte, wie eine begrenzte Geschwindigkeit und eine kurze Lebensdauer der Geräte.
Der erste Schritt bei der Entwicklung einer Alternative war die Suche nach Mitteln und Wegen zur Beschleunigung der Geräte und zur Verlängerung ihrer Lebensdauer. |
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„LEDs wiesen das Potential zur Lösung dieser Probleme auf“, erinnert sich lächelnd Yuji Akishiba, Projektmanager für die Modellreihe LS-7000. Vor fünf Jahren nahmen wir die Herausforderung an, digitale Mikrometer mit LEDs zu entwickeln. Doch sein Lächeln kann nicht darüber hinwegtäuschen, dass der Weg zum Erfolg mit zahlreichen Schwierigkeiten gepflastert war.
Keyence war der erste Hersteller, der sich an die Entwicklung von LED-Mikrometern wagte. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen mit Lasern sind LEDs normalerweise zu dunkel, um hohe Arbeitsgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Verwendung eines Megapixel-CCD-Bildempfängers zur Erzielung hochpräzisr Ergebnisse führt zu einer weiteren Verringerung des verfügbaren Lichts pro Pixel. Es wurde eine ganze Reihe von Verfahren erprobt, doch es folgte Fehlschlag auf Fehlschlag...
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| „Mehr als einmal wurde vorgeschlagen, das ganze Projekt abzublasen“, erinnert sich Yuji Akishiba. Die technischen Hürden und das Ausbleiben früher Erfolge hätten beinahe zum Scheitern des Projekts geführt, weil es allzu schwierig und kostspielig schien. |
Es blieb jedoch noch ein Funken Hoffnung auf eine Lösung. Zwar waren beim LED-Licht selbst die Grenzen der Intensität bereits erreicht. Aber es gelang dem Keyence-Team, eine optische Vorrichtung zur Verstärkung der Helligkeit zu entwickeln.
Um die erforderliche hohe Präzision zu erzielen, wurde ein Verfahren untersucht, bei dem ein CCD mit geringer Auflösung in Kombination mit einer elektronischen Verarbeitung zur erforderlichen Kompensation verwendet wird. Im Allgemeinen weisen sämtliche heutzutage hergestellten CCDs eine hohe Auflösung auf. Da kam das Team auf die Idee, ein hochauflösendes CCD mit geringer Auflösung zu verwenden. |
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| Nun sind Dimensionsmessungen im Mikronbereich mit Hochgeschwindigkeit möglich. Der Schlüssel zum Erreichen dieser zuvor für unmöglich gehaltenen Leistung war die Umstellung der Lichtquelle von Laser auf LED. Die Einfachheit des optischen Systems, in dem ein LED-Lichtsender und ein HL-CCD-Lichtempfänger verwendet werden, bedeutet verbesserte Einsatzfähigkeit und verringerten Wartungsaufwand. |
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Das neu entwickelte intelligente optische Messsystem umfasst einen Lichtsender, der einheitliches Licht erzeugt, und einen Lichtempfänger, der verzögerungsfrei Positionsinformationen erkennt und so für optimale Leistung sorgt. Dieses verbesserte System liefert die höchste Präzision seiner Klasse.
Das neue optische System und der D.E.-Prozessor (Digital Edge-detection processor, digitaler Kantenerkennungsprozessor) sorgen für doppelt so hohe Präzision wie bei herkömmlichen Systemen. Deshalb eignet sich das System für eine breite Palette von Messanwendungen mit hohen Präzisionsanforderungen, etwa bei der Herstellung und Prüfung von Präzisionsprodukten. Die neue Bauweise ermöglicht zudem hochpräzise Messungen ohne Verschiebungen der optischen Achse - ein Vorgang, der bei herkömmlichen Abtastsystemen häufig erhebliche Schwierigkeiten bereitet.
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Somit können Inline-Anwendungen mit Hochgeschwindigkeit und gesteigerter Zuverlässigkeit durchgeführt werden, etwa bei Reihenmessungen von extrudierten Produkten und beweglichen Messobjekten. Das HL-CCD arbeitet mit einer kontinuierlichen Messung der Lichtmenge, d. h. es werden laufend Durchschnittswerte ermittelt, um eine konstante Erkennung zu gewährleisten. Damit können sogar plötzliche Änderungen bei den Durchmessern erkannt werden.
Der Messobjektbetrachter liefert in Echtzeit Bilder vom Messvorgang, um eine präzisere Positionierung der Messpunkte und eine einfache Überprüfung der Messbedingungen zu ermöglichen. Damit handelt es sich um eine branchenweite Neuerung bei Mikrometern für Außendurchmesser, die bei den Kunden dank ihrer Benutzerfreundlichkeit ein sehr freundliches Echo gefunden hat. |
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