Projekt | Licht und Bewegung – Prüfen komplexer Bauteile: Lichtschnittsensor, 3D-Bildverarbeitung

Die absolut vollständige Prüfung von Fertigungsteilen wird in der Industrie zunehmend Standard. Bei komplexen, dreidimensionalen Oberflächen kommt die taktile Messtechnik jedoch an ihre Grenzen oder ist aufgrund der Vielzahl der Messpunkte nicht mehr wirtschaftlich. Hier sind besonders flexible Prüfmöglichkeiten gefragt, um komplette Bauteilfamilien auf einer Prüfvorrichtung kontrollieren zu können.

KÜBLER ESSIG entwickelte für die Produktionslinie einer solchen Bauteilfamilie eine spezielle Prüfvorrichtung, bei der Licht und Bewegung die Hauptrollen spielen: Objekte werden durch das sogenannte Lichtschnittverfahren dreidimensional im Raum optisch vermessen. Der Lichtschnittsensor arbeitet dabei nach dem „Triangulationsverfahren“, welches in optischen Wegmesssensoren erprobt ist. Der Unterschied hierzu ist, dass anstelle des Lichtpunktes eine Laserlinie auf das zu messende Objekt projiziert wird.

Somit ergeben sich zweidimensionale Bildinformationen, welche über eine CCD Kamera aufgezeichnet werden. In der dritten Achse wird der Lichtschnittsensor durch eine Linearbewegung über den Messbereich bewegt und die Positionsdaten mit den 2D-Bildinformationen (Profilschnitten) zusammengeführt. Daraus entstehen sogenannte 3D-Punktewolken. Diese Punkt-Informationenwerden mathematisch ausgewertet, Vektoren abgeleitet und mit den Soll-Koordinaten verglichen. Raffiniert, exakt und zuverlässig.

Projekt | Wellen und Reflektion – Berührungsloses Prüfen mit Radio Frequency Identification, RFID

Die RFID Technik ist ein Identifikationssystem, bei der Daten berührungslos und ohne Sichtkontakt von einem Datenträger zu einem RFID-Lesegerät übermittelt werden. Das System funktioniert auch dann, wenn die zu identifizierenden Teile zum Beispiel durch Öl oder Farbe verschmutzt sind.

Zudem erlaubt RFID eine zweiseitige Kommunikation. Das Lesegerät empfängt nicht nur Daten sondern kann auch Informationen an die Datenträger am Prüfobjekt senden. So können Informationen zwischen Werkteil und Prüfanlage im Wechsel ausgetauscht werden.

KÜBLER ESSIG setzt diese Technik bei einem Prüfsystem zur Objektidentifikation ein. Aufgabenstellung war das Vermeiden von Fehlern im manuellen Arbeitsprozess. Ursprünglich traten häufig Verwechslungen von Einzelteilen oder Fehler bei der Bestückung von Werkzeugvorrichtungen auf. Wärme, Staub und Kälte stellen erschwerte Rahmenbedingungen dar.

Mit dem neuen RFID-Prüfsystem muss der Werker beim Wechsel von Einzelteilen oder Werkzeugvorrichtungen jedes Teil mittels der neuen, bedienfreundlichen Prüfeinrichtung identifizieren. Erst dann wird die Freigabe zur Weiterbearbeitung automatisch ausgelöst. Im Verlauf des Produktionsprozesses werden an vielen Lesepunkten die Objekte manuell aber berührungslos durch den Werker mit der RFID-Prüfeinrichtung erkannt und überprüft. Die Daten werden dem Werker unmittelbar optisch zur Verfügung gestellt, um gegebenenfalls Korrekturen vornehmen zu können. Dadurch werden in dem folgenden Arbeitsschritt Fehler komplett ausgeschlossen. Null Fehlerquote, 100 Prozent Qualitätssicherheit: Dies ist die Bilanz dieses RFID-Prüfsystems von KÜBLER ESSIG.

Projekt | Licht und Schatten – Prüfen sensibler Bauteile: Kamerasystem, Durchlichtverfahren

Beim Vermessen und Prüfen sensibler Bauteile dürfen deren Oberflächen nicht berührt werden. Hier führt kein Weg an der optischen Messtechnik vorbei. Licht und Schatten spielen dabei eine wichtige Rolle.

Schwierig wird dieses Zusammenspiel bei Bauteilen, die Licht stark reflektieren. Vor allem an Rundungen können die Bildinformationen so stark beeinflusst werden, dass diese für Mess- und Prüfanforderungen zu unsicher und inkonsistent sind. Für ein Prüfsystem hat KÜBLER ESSIG deshalb das Durchlichtverfahren mit Teilverblendung eingesetzt. Beleuchtungskörper werden hinter das zu prüfende Bauteil angeordnet und so weit verblendet, dass ihre Lichtstrahlen keine Reflektionen erzeugen.

KÜBLER ESSIG stellt sicher, dass die Lichtquelle immer exakt zum Prüfobjekt platziert ist. Denn nur dann hebt sich das Prüfteil mit scharfen Kanten tiefschwarz vom hell beleuchteten Hintergrund ab. Die so entstehenden Bildaufnahmen können für Mess- und Prüfzwecke über Prüf-Algorithmen ausgewertet werden. Dieses Verfahren kommt seit August 2012 bei unserem Kunden zum Einsatz: elegant, präzise und fehlerfrei.