Chromatisch konfokale Sensorik

Prozesseinrichtung und Prozessmonitoring mittels In-line Abstandsmessung

© Fraunhofer IPT

Chromatisch konfokale Abstandsmessung durch das Bearbeitungsobjektiv.

Laserbearbeitungssysteme können als photonische Technologie in nahezu jeder modernen industriellen Fertigungsprozesskette für Komponenten und Bauteile genutzt werden, beispielsweise beim Schneiden von Tapes für die Automobilindustrie oder zur Mirkrostrukturierung von elektronischen Bauteilen in der Halbleiterindustrie. Die Anwendung von Laserprozessen hat in der Produktion hoher Losgrößen ebenso zugenommen wie bei Kleinserien. Daher besteht ein hoher Bedarf am Einsatz kostengünstiger dimensionaler Messmittel zur Maschinenkalibrierung, zur Digitalisierung von Fertigungsprozessen und in der Qualitätssicherung.

Der Einsatz chromatisch konfokaler Sensoren bietet sich aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Systemkosten für eine Vielfalt an Maschinen an, bei denen Werkstücke präzise zum Laserfokus positioniert werden sollen, oder bei denen besonderes Augenmerk auf die Qualitätssicherung gelegt wird.

Das Fraunhofer IPT hat dafür einen Inline-Sensor entwickelt, der sich koaxial direkt in den optischen Strahlengang von Laseranlagen integrieren lässt und das chromatisch konfokale Messprinzip direkt in der Maschine für Inline-Messungen nutzt. Individuell entwickelte koaxiale Sensoren setzen wir ebenso in Maschinen ein wie kommerziell erhältliche Standardsensoren, die wir nicht-koaxial in Prozesse oder Prozessketten integrieren.

Indem die Sensorik denselben Strahlengang des Laserstrahls nutzt oder mit einem Offset oder Winkel eingebracht wird, kann das Inline-Messsystem das Bauteil je nach Bedarf vor, während und nach der Bearbeitung analysieren.

Unser Leistungsangebot

  • Entwicklung von Messsystemen und bedarfsgerechter Signalverarbeitung
  • Integration konfektionierter und maschinenangepasster Sensorlösungen
  • Integration kommerzieller Standardsensoren und Automatisierung
  • Validierung und Charakterisierung des Messprozesses

Anwendungen

Maschinenkalibrierung

Maschinenkalibrierung und Bauteilpositionierung anhand dimensionaler, chromatisch konfokaler Abstandmessungen, koaxial durch den Laserstrahlengang.

Dimensionale
Abstandsmessung

Chromatisch konfokaler Sensorik erlaubt eine dimensionale Abstandsmessung von Oberflächengeometrien.

Fokusfindung

Inline-Fokusfindung und -nachregelung mit dem chromatisch konfokalen Sensor als koaxial integriertes Messsystem in einem Laserstrahlengang.