Magdeburger INB mit patentierter Lösung für Tankklappen.
Ein Bauteil, das von verschiedenen Automobilproduzenten häufig in Kunststoff gefertigt wird, ist die Tankklappe. Da sie sich an einem prädestinierten Platz in der besten Sichtzone befindet, gelten hier höchste Anforderungen an die Oberfläche. Trotz modernster Technologien lassen sich kleine Einfallstellen auf der Sichtseite der Klappe nicht vollständig vermeiden. „Obwohl diese Einfallstellen nur wenige Mikrometer tief sind, können sie nach der Lackierung sichtbar werden. Doch dann ist es schon zu spät für die Fehlerbeseitigung“, beschreibt Wolfram Schmidt, Vertriebsleiter der INB Vision AG, das Problem. „Auf unlackierten Spritzgussteilen ist es extrem schwierig, Abweichungen in der Oberfläche zu erkennen“, weiß Schmidt.
„Im Sommer 2011“, erinnert er sich, „mehr als ein Jahr vor dem Serienanlauf des Golf VII, haben sich die Kunststoffspezialisten der Volkswagen AG auf die Suche nach einem geeigneten Oberflächeninspektionssystem für Tankklappen gemacht.“. Fündig geworden ist Volkswagen bei der INB Vision AG in Magdeburg, dem Entwickler des Messsystems surfaceCONTROL.
Für die Erkennung von Oberflächenformfehlern wertet die INB 3D-Daten aus. Dafür wird die Oberfläche mit einem, auf der Streifenlichtprojektion beruhendem, Stereosensor aufgenommen. Die Erfahrungen der INB zeigen, dass der Informationsgehalt solcher Daten im Vergleich zu anderen Verfahren höher ist. Die 3D-Oberflächeninspektion begegnet verschiedenen Herausforderungen. So wechseln sich innerhalb der Freiformflächen konkave und konvexe Oberflächen mit unterschiedlichen Krümmungen ab. Weiterhin kann die Oberfläche einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweisen. Eine der größten Herausforderungen ist jedoch, die lokalen Formabweichungen zu erkennen. Mit einigen 100stel mm sind sie in der Regel zehnfach kleiner, als die geometrischen Toleranzen des Bauteils.
Für die Erkennung der lokalen Oberflächenabweichungen, die sich in den 3D-Daten widerspiegeln, bietet INB verschiedene patentierte Verfahren an. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, das System in einem Offline-Prozess mit fehlerfreien Bauteilen zu trainieren. Das System lernt die zulässigen geometrischen Toleranzen der iO-Teile in der Serienfertigung.
Für die Tankklappen-Inspektion hat das Magdeburger Unternehmen ein weiteres Verfahren entwickelt. Es beruht auf einer bewährten Prüfmethode, die im Presswerk und Karosseriebau auf Blechen weit verbreitet ist - dem Abziehstein. Dabei schleift ein Mitarbeiter mit einem länglichen Schleifstein die Oberfläche an, um kleinste Fehler sichtbar zu machen.
Beim „Digitaler Abziehstein“-Verfahren der INB erfolgt das Abziehen nicht physisch, sondern virtuell. Die Oberfläche wird nicht taktil, sondern optisch „abgezogen“ und somit nicht beschädigt. Nach der optischen Erfassung der Oberfläche mit dem 3D-Sensor wird der digitale Abziehstein Punkt für Punkt über die 3D-Daten des Bauteils „geführt“. Dabei kommt sie jeweils auf den höchsten Punkten zum Liegen. Anschließend wird der Abstand zwischen Linie und 3D-Oberflächendaten bestimmt. Das Resultat wird farbig in einer DefectMap dargestellt. Anhand von vorgegebenen Schwellwerten trifft das System eine automatische iO-/niO-Entscheidung.
Die ersten Untersuchungen an Musterteilen überzeugten die Volkswagen Ingenieure. Die Tests zeigten, dass Abweichungen ab einer Tiefe / Höhe von 5 µm prozesssicher erkannt worden waren.
Das Oberflächeninspektionssystem der INB wurde 2012 bei Volkswagen installiert und die Kommunikation mit der Anlagensteuerung der vorhandenen Spritzgussanlage eingerichtet.
Etwa alle 60 Sekunden öffnet sich das Werkzeug der Spritzgussmaschine und gibt zwei Tankklappen für den neuen Golf frei. Ein Roboter greift die beiden Tankklappen und hält sie nacheinander in das Prüfsystem. Wenige Sekunden später steht das Ergebnis der Prüfung fest. Die fehlerfreien Tankklappen werden auf einem Auslaufband abgelegt und für die spätere Lackierung verpackt. Wird ein fehlerhaftes Teil gefunden, wird das Ergebnis der Prüfung automatisch dokumentiert. Das Teil geht in einen separaten Behälter und wird später recycelt.
Autorin: Frauke Flenker-Manthey
Kontakt:
Wolfram Schmidt
Vertriebsleiter INB Vision
INB Vision AG
Leipziger Str. 44 (Zenit II), 39120 Magdeburg
Tel.: +49 391 6117 300
Web: www.inb-vision.com
E-Mail: Wolfram.schmidt.ignore@inb-vision.com