WHEELINSPECTOR – zur berührungslosen Messung von Leichtmetallrädern

“Das System macht erstmals eine vollständige optisch berührungslose Messung von Leichtmetallrädern direkt im Produktionsablauf möglich”, erläutert Ralf Warnemünde, stellvertretender Geschäftsfeldleiter Mess- und Prüftechnik am IFF.

“Unmittelbar nach der mechanischen Bearbeitung, das heißt nach dem Drehen, Fräsen und Bohren, vergleicht die neue 3D-Laser-Technologie die realen Endprodukte mit ihrem digitalen Modell. Dabei erfasst sie eine Vielzahl geometrischer Parameter und ist mit einer Zykluszeit von 20 Sekunden für die Prüfung eines Rades vollständig in den Fertigungsfluss integrierbar,” erklärt Warnemünde. Die Messtechnik diene der Qualitätssicherung des Endprodukts und helfe dabei, die Produktionsabläufe deutlich wirtschaftlicher gestalten. Wenn Prozessparameter abweichen, könne die Fertigung ohne Zeitverlust reagieren.

3D-Laser-Technik nutzt Lichtreflektion

Der Kern des Wheelinspector-Systems sei die am IFF entwickelte 3D-Laser-Technik namens Opto-Inspect-3D, die mit punkt- und linienförmig messender Triangulation arbeitet. Das Verfahren nutzt eine Laserlichtprojektion, erklären die Fraunhofer-Forscher. Eine Kamera registriere das diffus reflektierte Licht der Projektion vom Bauteil. Aufgrund der Blickperspektive verändere sich die Laserprojektion im Kamerabildentsprechend der Form des Rades. Beim Wheelinspector, betonen die Experten, besteht die Messanordnung aus vier Sensoren und einem komplexen Achsensystem für die Messbewegung und Zustellung der Sensoren. Das garantiere eine hohe Flexiblität, das System könne eine große Produktvielfalt in derselben Maschine kontrollieren – selbst bei einem regelmäßigen Wechsel zwischen verschiedenen Radtypen.

Messzykluszeit von 20 Sekunden

Bei dem entwickelten Verfahren laufen die Räder über eine Rollenbahn in die Messvorrichtung ein, werden mittig ausgerichtet und mechanisch fixiert, erläutern die Fraunhofer Experten den Prüfvorgang. Eine vorgelagerte, bildgestützte Identifikation erkennt den jeweiligen Radtyp und übermittelt der Messvorrichtung spezifische Merkmale wie Durchmesser, Breite oder Einpresstiefe. Mit Hilfe dieser Koordinaten richten sich die Zustellachsen für die Sensoren auf die jeweils korrekte Position aus. Der Sensorverbund dreht sich 360 Grad um das Rad herum und erfasst die Messwerte. Der gesamte Messzyklus für ein Rad ist nach Angaben der Wissenschaftler nach circa 20 Sekunden abgeschlossen. Die Prüfung eines Rades sei vollständig in den Fertigungsfluss integrierbar.

Die Fraunhofer Wissenschaftler stellen das System auf der Control (14. bis 17. Mai 2013) in Stuttgart vor. In der Automobilzulieferindustrie werde das System bereits erfolgreich eingesetzt.

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