Inline-Messtechnik

Unser Leistungsangebot

Mit dem Voranschreiten der vernetzten Technologien in der Industrie 4.0 wächst zunehmend auch die Menge an Daten, die schnell und inline verarbeitet werden muss. Nicht nur in der Fertigungsmesstechnik steigt dabei die Bedeutung einer Signalverarbeitung in Echtzeit.

Am Fraunhofer ILT werden vor diesem Hintergrund u. a. absolut messende interferometrische Sensoren für den Inline-Einsatz entwickelt, die eine berührungslose Erfassung geometrischer Merkmale erlauben. Bisher entwickelte Sensoren verfügen über Messbereiche von bis zu 20 mm, erreichen Messgenauigkeiten unter 1 μm und arbeiten mit Messfrequenzen von bis zu 80 kHz, wobei die fortlaufend entstehende Datenmenge im Messtakt verarbeitet wird um Abstände oder Dicken zu bestimmen. Für eine unterbrechungsfreie Verarbeitung großer Datenmengen kommen FPGA-Module (Field Programmable Gate Arrays) zum Einsatz, mit denen sich rechenintensive Operationen parallelisieren und beschleunigen lassen und deren Verarbeitungstakt Nanosekunden genau ist.

Erste Anwendungen sind die Autofokussierung von Laserbearbeitungsprozessen sowie die Regelung von Kaltwalzprozessen in der Metallverarbeitung. U. a. für das Laserschweißen oder Laserauftragsschweißen hat das Fraunhofer ILT robuste Sensoren mit bis zu vier voneinander unabhängigen Messarmen entwickelt, die sich an Applikationen individuell anpassen lassen. Verfügbare Messwellenlängen liegen hier z. B. in den Bereichen um 835 nm, 1 μm und 1,5 μm.

Das Leistungsangebot umfasst Machbarkeitsstudien zu kundenspezifischen Aufgabenstellungen, die Entwicklung von neuen Verfahren, Komponenten und Geräten sowie individuelle Beratung.

Dickenmesssystem »bd-2« für bidirektionale Messungen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Dickenmesssystem »bd-2« für bidirektionale Messungen.
»bd-4«-Sensorik und FIRE-Datenverarbeitungselektronik mit faseroptischem Messarm (gelb).
© Fraunhofer ILT, Aachen.
»bd-4«-Sensorik und FIRE-Datenverarbeitungselektronik mit faseroptischem Messarm (gelb).
3D-Erfassung von Teilen auf einem Förderband.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
3D-Erfassung von Teilen auf einem Förderband.

Messung geometrischer Größen

  • Lasermessverfahren (Interferometrie, Triangulation) zur Erfassung von Abständen und Dicken
  • absolut messende interferometrische Sensorik (»bd-x«)
  • optische Kohärenztomografie (OCT)
  • Anwendungen in Fertigung und Prozesskontrolle und Einbindung in Regelkreise
  • Inline-Überwachung und Regelung von Laserfertigungsprozessen (Auftragsschweißen, Einschweißtiefe, Oberflächenstrukturen, Bohrungen, Additive Manufacturing)

Chemische Analyse

  • spektroskopische Messtechnik, Laser-Emissionsspektrometrie (LIBS)
  • Prozessanalytik von Metallen, Keramik, Glas, Schlacke, Rohstoffen, Stäuben, …
  • Analytik für das werkstoffliche Recycling, automatisierte Sortierverfahren
  • positive Materialidentifikation (PMI): 100 %-Prüfung von Halbzeugen und Endprodukten in der Fertigungslinie
  • ortsaufgelöste Elementanalytik; Reinheitsanalyse von Produktionsproben, Mikroeinschlüsse und Seigerungen in Metallen

Entwicklungen

  • Erschließung neuer Anwendungsfelder der Lasermesstechnik
  • Funktionsmuster und Prototypen für industrielle Anwendungen
  • kundenspezifische Anlagen für Messaufgaben in der Produktion

Märkte

Lasertechnik trägt in unterschiedlichen Märkten zur Lösung anspruchsvoller Aufgabenstellungen bei. Ob als Werkzeug in der Automobilfertigung, als Messmittel im Umweltbereich, als Diagnose- oder Therapieinstrument in der Medizintechnik oder als Kommunikationsmedium in der Raumfahrttechnik, der Laser bietet vielfache Einsatzmöglichkeiten mit hoher Produktivität und hoher Effizienz.

Auf den Markt-Webseiten finden Sie weitere Informationen und eine Auswahl aus unserem Angebot.

 

Forschen Sie mit uns!

Bei Fragen zu übergreifenden Themen nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf! Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne zur Verfügung.

Publikationen

Buyel, J. F., Gruchow, H. M., Wehner, M.:
A rapid laser probing method facilitates the non-invasive and contact-free determination of leaf thermal properties
JOVE J. Vis. Exp. (119), 54835 (2017)
https://doi.org/10.3791/54835

de Kanter, M., Meyer-Kirschner, J., Viell, J., Mitsos, A., Kather, M., Pich, A., Janzen, C.:
Enabling the measurement of particle sizes in stirred colloidal suspensions by embedding dynamic light scattering into an automated probe head
Measurement 80, 92-98 (2016)
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2015.11.024

Li, P., Lewin, M., Kretinin, A.V. , Caldwell, J. D., Novoselov, K. S. , Taniguchi, T., Watanabe, K., Gaussmann, F., Taubner, T.:
Hyperbolic phonon-polaritons in boron nitride for near-field optical imaging and focusing
Nature Communications 6, 7507 (9 S.) (2015)
https://doi.org/10.1038/ncomms8507

Janzen, C., Hoffmann, K.:
Optical measurements for the rational screening of protein crystallization conditions
In: Handbook of Biophotonics Vol. 3: Photonics in Pharmaceutics, Bioanalysis and Environmental Research. Jürgen Popp (Editor), Valery V. Tuchin (Editor), Arthur Chiou (Editor), Stefan H. Heinemann (Editor), Weinheim: WILEY-VCH, 257-287 (2012)

Jahnke, J., Mahlmann, D., Jacobs, P., Priefer, U.:
The influence of growth conditions on the cellular dry weight per unit biovolume of Klebsormidium flaccidum (Charophyta), a typical ubiquitous soil alga
J. Appl. Phycol. 23 (4), 655-664, (2011)
https://doi.org/10.1007/s10811-010-9557-z

Jahnke, J., Mahlmann, D. M.:
Differences in the cellular dry weight per unit biovolume of Phormidium autumnale (Cyanobacteria) dependent on growth conditions
J. Appl. Phycol. 22, 117-122, (2010)
https://doi.org/10.1007/s10811-009-9430-0

Spiess, A.C., Zavrel, M., Ansorge-Schumacher, M.B., Janzen, C., Michalik, C., Schmidt, T.W., Schwendt, T., Büchs, J., Poprawe, R., Marquardt, W.:
Model discrimination for the propionic acid diffusion into hydrogel beads using lifetime confocal laser scanning microscopy
Chemical Engineering Science 63, Nr.13, S.3457-3465, (2008)
https://doi.org/10.1016/j.ces.2008.04.005

Unsere Leistungsangebote decken ein weites Themenspektrum ab. Verwandte Themen und weitere Schwerpunkte aus Forschung und Entwicklung finden Sie unter den folgenden Links.