Minimale Fehler im Takt erkannt

An Bauteilen im Bereich Automotive und Hydraulik ist die technische Oberflächenqualität ein funktionsrelevantes Kriterium. Daher werden zunehmend Oberflächeninspektionen in Produktionsprozesse integriert. Heute ist dies ein klassisches Arbeitsgebiet der industriellen Bildverarbeitung. Sie gewährleistet das Erkennen feinster Fehlerstellen und bietet vielfältige Klassierungsmöglichkeiten zur Einhaltung genau definierter Qualitätsgrenzen. Die prüferunabhängigen Oberflächenbeurteilungen sind konstant reproduzierbar. Sie können bei hohem Durchsatz wirtschaftlich im Vollautomatik-Betrieb durchgeführt werden, was 100-Prozent-Prüfungen im Prozesszyklus erlaubt.

Die steigenden Qualitätsansprüche in der Fertigung werden unterstützt durch Weiterentwicklungen mit immer schnelleren und kompakteren Systemen. Der Innenprüfsensor IPS B10 von Jenoptik Automotive erlaubt besonders hohe Scangeschwindigkeit bei kompakter Bauform zur einfachen Integration in bestehende Maschinenkonzepte. Speziell konzipiert für die automatische Inspektion in Bohrungen, ermöglicht er kurze Prüfzyklen im Takt der laufenden Fertigung.

Basis des IPS B10 Sensors ist eine 360°-Rundumblickoptik, die über ein Stablinsensystem mit spezieller Frontlinse die Umfangslinien der Bohrung in die Bildebene des Prüfsensors überträgt und dort als Kreislinien abbildet. Die ringförmigen Umfangslinien werden von einem CMOS-Bildaufnehmer kontinuierlich gescannt. Durch gleichzeitige Axialbewegung in der Bohrung entsteht ein vollständiges Bild der Innenfläche, das die Abwicklung darstellt. Das Ergebnis sind unverzerrte, hochaufgelöste und vollständige Darstellungen der Innenflächen. Als Lichtquelle dient eine integrierte Hochleistungs-LED, so dass das System ohne separate Kaltlichtquelle und ohne Glasfaserkabel auskommt.

Die Rundumblickoptik des Sensors ist so kompakt, dass damit Bohrungen in einem Durchmesserbereich von 14 bis 50 mm und einer maximalen Bohrungslänge von 150 mm geprüft werden können. Dank einer hohen Umfangsauflösung werden Fehlstellen ab einer Größe von 0,1 mm erkannt. Bemerkenswert ist die hohe Inspektionsgeschwindigkeit von typischerweise 50 mm/s. Damit liefert der Innenprüfsensor hochaufgelöste Bilder in sehr kurzen Aufnahmezeiten. Für Anwender bedeutet dies Zeit- und Kostenersparnis.

Während in bisherigen Lösungen für schnelle Fertigungslinien meist mehrere Prüfsysteme im parallelen Einsatz benötigt wurden, genügt nun ein einzelnes System. So prüft der IPS B10 beispielsweise in Hauptbremszylindern oder Hydraulikblöcken, die im Takt von 6 s gefertigt werden, binnen 3 s die gesamte Innenfläche der Bohrungen.

Auch die Auswertung der Graubilddaten erfolgt in Sekundenschnelle mit vergleichbarer Technik, wie sie in den Kamerasystemen der gesamten Opti-Sens-Technologie eingesetzt wird. Hier sind unterschiedliche Klassierungen nach komplexen Kriterien möglich. Für Lunker, Kratzer und dergleichen lassen sich Qualitätsgrenzen nach Größe, Häufigkeit, Abstand oder Lage exakt festlegen. Ein entscheidender Vorteil ist die prinzipbedingte maßgetreue, unverzerrte Abwicklung der Bohrungsoberfläche. Dabei erlaubt die zum System gehörende Software Evovis Vision eine lückenlose Qualitätsdokumentation mit übersichtlichen Statistiken. Überdies sind die gesammelten Prüfdaten über Schnittstellen für detaillierte Prüfstatistiken und Trendbetrachtungen in externen Systemen verfügbar.

Zur Integration in Fertigungslinien sind die Innenprüfsensoren als verkettetes Prüfsystem mit adaptiertem Werkstückhandling oder als Integrationspaket für bestehende Fertigungslinien lieferbar. Auch sind handbeladene Lösungen beim Offline-Einsatz neben der Fertigungslinie verfügbar.. Zu den typischen Einsatzbereichen gehören Haupt- und Radbremszylinder, Pumpen- und Steuergehäuse sowie Pleuel und Kolben. Die Systeme können auch in Kombination als Multisensor-Lösungen oder integriert in Messautomaten für automatische Qualitätsbeurteilungen verwendet werden.

Hendrik Gayko, Produktmanager Optische Systeme, Jenoptik Automotive, Villingen-Schwenningen