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21.09.2017

Autofelgenprüfanlage Heidetect Wheel Robot von Erhardt + Abt

Prüfungen im Takt der Produktion

Schnelle 2D- und 3D-Inline-Prüftechnik erfasst unmittelbar Qualitätsfehler und Prozessschwankungen. Die Messergebnisse werden direkt in den Prozess rückgekoppelt.

Autofelgenprüfanlage Heidetect Wheel Robot (© Erhardt + Abt)

Ein K.o.-Kriterium für den Einsatz der Röntgentechnik in Produktionslinien ist die Taktzeit, die in der Automobilindustrie zwischen 30 und 120 Sekunden liegt. Innerhalb dieser Zeit muss das Bauteil zugeführt und seine Lage für die verschiedenen Aufnahmen verändert werden. Es muss zudem geprüft und bewertet, ein Schlechtteil aussortiert und das Gutteil weitertransportiert werden.

Dies lässt sich mit einem 6-Achs-Industrieroboter lösen. So erzielt beispielsweise die weltweit eingesetzte Autofelgenprüfanlage Heidetect Wheel Robot von Erhardt + Abt, Kuchen, mit integriertem Industrieroboter eine sehr hohe Durchsatzrate (Bild 1). Dadurch eignet sie sich für die Inline-Prüfung von Aluminiumgussfelgen mit Durchmessern zwischen 13 und 27 Zoll. Durch die große Eingangsfläche des Detektors können große Bereiche der Felge in einer Prüfposition ausgewertet werden. Damit sind weniger Prüfschritte notwendig, und die Prüfzeit je Felge reduziert sich.

Die Felgen werden automatisch anhand ihres Barcodes erkannt und ausgerichtet. Speziell aufbereitete Prüfergebnisse werden in Echtzeit an die Produktion übermittelt und ermöglichen eine Trendverfolgung und eine kontinuierliche Qualitätsoptimierung mit dem Ziel der Ausschussminimierung. Der geringe Flächenbedarf des Systems und die vollständige Einhausung ermöglichen eine Integration in den Fertigungsprozess.

Die Felgenprüfanlage arbeitet vollautomatisch und bietet im Zusammenspiel mit der Bildauswertesoftware Isar und dem Detektor XEye, beide entwickelt vom Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT, Erlangen, eine nahezu pseudofehlerfreie Auswertung mit stabiler Bildqualität. Durch die leistungsfähige Bildverarbeitung lassen sich Gussfehler wie beispielsweise Lunker, Gasblasen oder Poren erkennen und klassifizieren. Defekte sind ab einem Bereich von drei Prozent der durchstrahlten Wandstärke erkennbar. Großflächige Oxideinschlüsse können ab einer Größe von einem Prozent der Wandstärke detektiert werden.

Computertomografie für mehr Informationen

Bei der zweidimensionalen Prüfung fehlt jedoch die Information der genauen Raumposition eines Fehlers. Das hat zur Folge, dass tendenziell mehr Teile entsorgt werden als nötig. Abhilfe verspricht die Computertomografie (CT), also das dreidimensionale Röntgen. Allerdings braucht man für eine 3D-Ansicht 50 bis 200 Bilder. Bei einer Bildgröße von mehreren Megabyte stellt dies große Anforderungen an die Rechenleistung der Industrie-PCs und die Übertragungskapazität der Netze.

Erhardt + Abt entwickelte mit HeiDetect FX Inline CT eine vollautomatische Inline-CT-Prüfanlage für Bauteile mit verschiedenen Größen und Gewichten. Damit lassen sich beispielsweise Zylinderköpfe, Kurbelgehäuse, Getriebegehäuse und Strukturbauteile prüfen.

Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einer kompakten Röntgenkabine mit einer linearen Beladeachse für Werkstücke, einer Hub-/Dreheinheit für den CT-Scan sowie einem Detektor und einer Röntgenröhre, die an die Prüfaufgabe angepasst werden kann. Mit der automatischen Bilderfassungs- und Auswertesoftware Pida für 3D-Prüfungen kann der Anwender die Auswertung der Aufnahmen selbst parametrieren. Somit besteht die Möglichkeit, das zu prüfende Objekt aus allen möglichen Blickwinkeln zu betrachten und die Fehler am Prüfling zu erkennen bzw. den Prüfling zu qualifizieren.

Der Detektor zeichnet sich durch eine hohe Lichtempfindlichkeit aus. Dies kommt der Abbildungsgenauigkeit des zu prüfenden Objekts zugute. Durch die großzügig dimensionierte Detektorfläche lassen sich Objekte mit großem Volumen untersuchen. Die eingebaute Hochleistungsröhre ermöglicht eine kurze Belichtungszeit und somit eine geringe Taktzeit für die zu prüfenden Objekte. Somit können große und komplexe Bauteile in weniger als einer Minute geprüft werden.

Die Inline-CT-Prüfanlage ist durch die vollständige Einhausung leicht in Fertigungslinien integrierbar, so der Hersteller. Die dazu notwendige Flexibilität wird durch eine direkte Roboterbeladung gewährleistet.

Für Inline-Messungen stabile Bildqualität erforderlich

Wichtig für Inline-Messungen ist eine sehr stabile Bildqualität. Allerdings liegt bei konventionellen Ausführungen die Elektronik zur Detektion direkt im Röntgenstrahl, wird durch den Prozess geschädigt und muss alle zwei Jahre ausgetauscht werden.

Der Hersteller setzt deshalb einen strahlungsresistenten Detektor ein, der zwar etwas größer baut, aber eine trickreiche Spiegelumlenkung und eine entsprechende Schirmung hat. Damit erreichen seine Systeme nach Firmenangaben eine Lebensdauer von zehn Jahren, was im Vergleich zu konventionellen Geräten die Folgekosten reduziert.

Erhardt + Abt Automatisierungs GmbH
www.roboter.de

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