Automotive
Makellose Oberflächen, die unter anderem durch einen stetigen Verlauf bestimmt werden, sind in der Automobilindustrie die Visitenkarte eines jeden Fahrzeugs. Dies gilt sowohl für die Karosserie als auch den Innenraum. Schon kleinste Abweichungen, die unter bestimmten Lichtverhältnissen sichtbar sind, können vom Kunden als störend empfunden werden und den Gesamteindruck negativ beeinflussen. Deshalb gewinnen objektive, vom Menschen unabhängige Beurteilungen an verschiedensten Stellen im Herstellungsprozess immer mehr an Bedeutung.
Im Automobilbau werden in den letzten Jahren verstärkt Kunststoffe eingesetzt, so auch in der Außenhaut. Beispiele dafür sind:
- Spritzgussteile wie Kotflügel, Tankklappen oder Blenden an Tür und Schiebedach
- Komposit-Teile (SMC) wie Heckklappen oder Spoiler
Die Systeme der Produktreihe surfaceCONTROL der INB erkennen und bewerten Formabweichungen auf diesen Bauteilen und helfen, die Qualitätskosten zu senken und Ausschuss zu vermeiden. Sie sind in der Lage, relevante Abweichungen ab 5 ... 50 μm (je nach Oberfläche) innerhalb weniger Sekunden (1 ... 10 s) zu erkennen und objektiv zu bewerten. Mit speziellen Methoden können selbst Schieberabzeichnungen mit einer Höhe von etwa 1 μm erkannt werden. Einsatz findet das Oberflächeninspektionssystem surfaceCONTROL in verschiedenen Stufen:
- Entwicklung bis zu den ersten Prototypen
- Werkzeugbau
- Serienanlauf
- Serienüberwachung (Stichprobe oder 100%-Überwachung)
- Qualitätskontrolle von bereits gefertigten oder zugekauften Bauteilen
Der Qualitätseindruck eines Fahrzeuges wird wesentlich durch seinen Innenraum mitbestimmt. Deshalb wird auf die Auswahl hochwertiger Materialien, auf geringe Fertigungstoleranzen sowie auf die perfekte Montage der Interieurkomponenten größter Wert gelegt. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Instrumententafel, die sich ständig im Sichtfeld der Frontpassagiere befindet.
Neben den hohen optischen Anforderungen müssen auch funktionale und Sicherheits-Anforderungen erfüllt werden. So wird in Instrumententafeln im Bereich des Beifahrer-Airbags häufig mittels Laser eine Schwächung eingebracht, die als Sollbruchnaht die sichere Öffnung des Airbags gewährleistet.
Bedingt durch Reaktionen auf den Wärmeeintrag bei der Einbringung der Sollbruchnaht oder durch die mechanische Belastung der Instrumententafel im eingebauten Zustand können diese Schwächungen Einfallstellen verursachen, die unter bestimmten Lichtverhältnissen vom Fahrzeuginnenraum zu erkennen sind. Eine objektive Beurteilung dieser Einfallstellen ist visuell schwer möglich und die genarbte Oberfläche verhindert eine taktile Messung.
Die Verfahren der INB ermöglichen sowohl auf genarbten als auch auf glatten Oberflächen eine schnelle und objektive Beurteilung der Ausprägung dieser Oberflächenabweichungen.
Eines der Hauptanwendungsgebiete der Systeme für die Oberflächeninspektion ist die Erkennung und Analyse von Deformationen und Unstetigkeiten in Karosserie-Außenhautteilen. Auf modernen Pressenstraßen werden Außenhautteile in einer Taktrate von wenigen Sekunden gefertigt. Die dabei zu beherrschenden Prozesse sind sehr komplex und erfordern eine hohe Erfahrung. Auf Grund von Verschmutzungen, Materialtoleranzen oder Schwankungen im Prozess können unerwünschte Formabweichungen wie Pickel, Beulen, Dellen und Einschnürungen auftreten.
Eine visuelle Erkennung dieser Abweichungen auf den metallischen Oberflächen ist nahezu unmöglich. Deshalb werden für die Freigabe und nachfolgend in definierten Zeitabständen (0,5 – 1 h) Bauteile ausgewählt, deren Oberfläche vollständig durch Abtasten oder Abziehen mit einem physischen Abziehstein geprüft wird.
Diese Verfahren sind mit einem erhöhten Aufwand verbunden und beinhalten die Gefahr, dass in der Zwischenzeit Fehler nicht erkannt werden. Mit jeder Stufe im Fertigungsprozess steigt der Wert der Bauteile und der Aufwand für die Nacharbeit erhöht sich. Eine rechtzeitige Erkennung und Abstellung der Fehler hilft, die Qualitätskosten zu minimieren.
Mit der Produktlinie surfaceCONTROL hat INB Sensoren und Systeme entwickelt, welche die Oberflächen der Karosseriebauteile mit einem 3D-Sensor in wenigen Sekunden erfassen und die Erkennung und Beurteilung lokaler Fehler bieten.
Für die Auswertung kommt beispielsweise der Digitale Abziehstein zum Einsatz. Dieser wird wie ein physischer Abziehstein über die 3D-Daten der Oberfläche geführt. Die Länge und Richtung des Abziehsteins wird entsprechend der Oberflächenform eingestellt.
Das Ergebnis ist die DefectMap, eine grafische Darstellung der Abweichungen mit exakten Angaben zu den Höhen und Tiefen. Die ermittelten Werte können für eine automatisierte iO-/niO-Entscheidung verwendet werden.
Inspiziert werden können alle Außenhautteile aus Metall, beginnend beim Presswerk über den Zusammenbau, den Rohbau bis zur KTL-Beschichtung. Der Sensor kann für die Inspektion von Karosserieteilen auf einen Roboter montiert werden.
