Qualitätsmaßstab Schattenwurf Vollautomatisierte Prüfung von Präzisionsteilen

Ähnliche Dokumente
Zeilen-Sensoren. Tastende Systeme Sender-Empfänger-Systeme Gabel-Systeme. mit externer Programmiermöglichkeit

Berührungslos genau: Alternative zu 3D-Messmaschinen

Mit Netz und doppeltem Boden Kundenspezifische Sensorlösungen im Anlagenbau

Laser-Sensoren. Einweg-Schranke. Schaltausgang / Analogausgang Hochgenaue Wiederholgenauigkeit

Erfasstes Bild. Laser SW-CCD. Projektionslinse. Empfängerlinse

Prüfung mechanischer Bedienelemente in Kombination mit digitaler Bildverarbeitung. Uwe Volkland/Jens Rudolph GÖPEL electronic GmbH

Niete für die Fahrsicherheit. Automatische Niettechnik für rundum mehr Wirtschaftlichkeit. Die Constantin Hang GmbH, Göppingen liefert der WABCO

-Service und Dienstleistungs Center -

Wir sind kompetenter Partner für Kunden in den verschiedensten Branchen. Eine unserer Hauptkundengruppen

Inspektion von spiegelnden Oberflächen. Roland Herrmann Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg

FLB Serie. FLB-CON8-AC Kontrollelektronik FLB-CON8-DC Kontrollelektronik. Aufbau. FLB Serie Rahmenlichtschranken. Produktbezeichnung:

Premium-Partner für Präzisions-Drehteile und -Baugruppen.

Aluminium in Bestform

Vorhanden: Prozess-Know-how! Gesucht: Präzise Presskraft zum Einpressen!

Lichtblick für die Qualität Farbsensor erkennt Schweißnaht in geglühten Rohren

WIR SORGEN FÜR BEWEGUNG.

Laser-Sensoren. Taster Analogsignal 4 bis 20mA / 0 bis 10V 5 teachbare Messbereiche

Ein Auge auf s Graue Mehr als Abstufungen erkennen

Machine Vision einfach zugänglich gemacht für jede Anwendung von 2D bis 6D

Datenblatt L-LAS-TB-100-CL. 8-pol. Buchse Binder Serie 712 (Anschluss an SPS) 4-pol. Buchse Binder Serie 712 (Anschluss Sender)

Perfektion für spiegelnde Oberflächen. Effiziente 3D-Inspektion

vision & id 3D-MotionKit

ALBERT. P r ä z i s i o n A u t o m a t i o n

SPG - Das neue Prüfsystem für induktive, kapazitive und optische Sensoren

Bildverarbeitung - Inhalt

Ihr Spezialist. für induktive Härtung und Erwärmung. r INDUKTIVHÄRTEN r RICHTEN r KALIBRIEREN R INDUKTIVES SCHUTZGASHÄRTEN. r

Ausgangssituation: Prüfprozess: Bei der Kolbenherstellung ist im Rahmen der Maschineneinstellung

Laser-Sensor. Produktbezeichnung: PTSI0182

AVS. Automation + Vision Solutions Ltd. Automatisierungstechnik. Automatisches Meß-, Prüf- & Sortiersystem für Hartmetallstäbe mit Kühlmittel- Kanälen

Infrarot-Temperatur- Messgerät

Applikationsbericht. Kein Profil Lüfter aus! Energiesparapplikation mit Lichtschnittsensoren von Leuze electronic

> Optimierung der Fertigung mit RFID und AutoID

KaliX. Maschine für Maßprüfungen

Optische-Sensoren. Einweg-Schranken, Reflex-Schranken, Taster Sichtbares Rotlicht Robustes Metallgehäuse

Präzision. Kompetenz. Qualität.

LightPix AE10. Bildverarbeitung so einfach wie ein Sensor

BPMS DAS PNEUMATISCHE MESSSYSTEM VON BILZ. Bilz BPMS Messsoftware NC PLC

Technik, die bewegt. Antriebsauslegung nach Ihren Spezifikationen. Unterstützung bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme

FMC DIE WICHTIGSTEN EIGENSCHAFTEN

OTTO Vision Technology GmbH. Gunter Otto. Kurzvortrag. Schnelle Inline Kamerasysteme

Höhere Maschinenleistung- Linearmotoren ergänzen Pneumatik Linearmotorelement LME

Präzise Metall- und Kunststoff bearbeitung vom Profi

Mikrostanzen nach Kundenwunsch


schnell präzise zuverlässig

Visionen sind unser stärkster Antrieb.

IUM Anlagenfernüberwachung und Fernsteuerung

Alles dreht sich um High-Speed-Sortierung Intelligente Sensorlösungen für 100-Prozent-Qualitätskontrolle

Wenn Qualität das A und O ist

ZEISS Reverse Engineering

ÜBER GMO PRÄZISION UND ENGAGEMENT. Die GMO GmbH, mit Sitz im schwäbischen Obernheim, besticht durch ihre langjährige Erfahrung.

Infrarot-Thermometer. Temperatur Infrarot-Thermometer

Es gibt Herausforderungen,

Vollautomatische berührungslose Schweißnahtvermessung in der industriellen Großserienfertigung

Intelligente Zeilenkameras beinhalten

Optische Sensorlösungen. für die SOLARINDUSTRIE made by

Datenblatt L-LAS-TB-25. Zubehör: (siehe S. 9-10) ABL-TB-25-T, ABL-TB-25-R. (Blasluftaufsätze) TRA-L-LAS-TB (Befestigungsschiene)

> Außendurchmesser 36,5 mm. > Welle 6 mm. > Bis 3600 Impulse. > Alle Arten von Ausgangssignalen verfügbar. > Schutzart IP64 gemäß DIN 40050

Technologievergleich Digitalkamerasysteme

Blech in Bestform. Ihr Vorteil ist unser Ziel.

Unternehmen und Organisation. Unser Anspruch. Technische Ausstattung. Leistungsspektrum. Referenzen. Inhaltsverzeichnis

KRONOS Spitzenloses Außenrundschleifen

Der automatisierte Workflow im Maschinenbau der Zukunft. Von CAD über CAM bis hin zur In-Prozess Prüfung als Komplettlösung

Gebrauchsanweisung für Rasenmähermesser-Auswuchtgerät. Magna-Matic r-matic

L-LAS-TB-8-CON1 (Kontrollelektronik) 8-pol. Buchse. Binder Serie 712. (SPS-Anschluss) Anschlusskabel: cab-las8/sps. 7-pol. Buchse Binder Serie 712

Sondermaschinenbau und Prüfanlagen

ERFAHREN. VERLÄSSLICH. INNOVATIV.

Mehr als Zerspanung HOCH bietet Bearbeitungs- verfahren und Service aus einer Hand An erster Stelle steht bei uns die Beziehung

Entwickelt frei, ohne Barrieren wachsen

Public. Technische Computer Tomographie DELPHI Wuppertal

Wir prüfen in neuen Dimensionen

4.5.6 Auswertung nach MSA 4 th Edition

HOMAG investiert 2,5 Millionen in die Transportkettenproduktion

Vom produktspezifischen Testsystem zum flexiblen Testzentrum. kleiner bis mittlerer Stückzahlen

Kunststoff-Konstruktionsteile

Präzision, Innovation und Leidenschaft in Kunststoff

Strahlungsstabile Röntgendetektoren für industrielle Anwendungen

Konfokale Chromatische Wegsensoren und Mess-System

Optische-Spezialsensoren

Technologietag Baugruppentest

Produkt- und Serviceangebot der. ATM Anlagentechnik und Maschinenbau AG Breitenloher Weg Georgensgmünd Tel Fax.

CNC-Schleifzentrum Modell Evolution

+ Wir verbinden Engineering und

KONZIPIERT FÜR DEN FERTIGUNGSNAHEN EINSATZ. ATORN Prüfrundtisch 360 absolute Präzision

LEERPALETTEN KONTROLLE

Innovation. Präzision. Zuverlässigkeit.

Qualität " Beschaffenheit einer Einheit bezüglich ihrer Eignung festgelegt und vorrausgesetzter Erfordernisse zu erfüllen " ( DIN Teil 11 ).

Premiumhersteller diamantierter Oberflächen

Ultraschall-Abstands- und Näherungssensoren

Die berührungslose Inline 3D- Formvermessung per patentiertem Stereo-Deflektometrie-Verfahren

Securifix STAPELWEISE VORTEILE FÜR IHRE LOGISTIK. Securifix GmbH Martin-Luther-Str Karlsfeld Tel: Fax:

Wir leben Präzision.

Einfache Programmierung. Robust. Flexibel.

A-LAS Serie A-LAS-F34. Aufbau. A-LAS Serie Analog-Laser-Lichtschranken. Produktbezeichnung: A-LAS-F34-(Blende)*-(Gabelgröße)** Datenblatt A-LAS-F34

Flächen Laserlichtschranke LT-FLLS-2

Der Allround-Frequenzumrichter zum Spartarif

Präzisions-Drehtisch Baureihe ACD

Präzisions-Thermoelemente

Ultraschall-Abstands- und Näherungssensoren

Berührungslose Längen- und Geschwindigkeitsmessung von Vliesstoffen. Vortrag von Thomas Weingartz INTACTON GmbH, Köln

Transkript:

Qualitätsmaßstab Schattenwurf Vollautomatisierte Prüfung von Präzisionsteilen Die Automobilindustrie setzt hohe Maßstäbe an die Teilefertigung ihrer Zulieferer. Eine 100-Prozent- Qualitätsprüfung ist daher oftmals unverzichtbar. Um den exakten Rundlauf der Spitze von gehärteten Stiften für den Einsatz in Kfz zu gewährleisten, nutzt ein Unternehmen aus Thüringen seit Anfang des Jahres ein automatisiertes Prüfsystem. Eine Sensorlösung von ipf electronic spielt in diesem System eine entscheidende Rolle. Der Name ist Programm: Die Präzisionsdrehteile Barchfeld GmbH produziert ausnahmslos Drehteile in hoher Präzision. Michael Grobe, Geschäftsführer des mittelständischen Unternehmens mit Sitz in Barchfeld-Immelborn (Wartburgkreis, Thüringen) präzisiert: Wir sind eine Dreherei mit Automatenfertigung, wobei sich die Losgrößen von kleinen Stückzahlen bis hin zu Großserien bewegen. Der Arbeitsbereich fängt bei einem Werkstückdurchmesser von 2mm an und reicht bis 42mm. Hierbei bearbeiten wir ausnahmslos zerspanbare Materialien, also Metalle, sowohl für Systemlieferanten der Automobilindustrie, als auch für die Sensor-, Mess- und Regeltechnik sowie Medizintechnik, um unsere wichtigsten Kunden zu nennen. Enge Toleranzen für exakten Rundlauf Im Auftrag eines Systemlieferanten fertigt die Präzisionsdrehteile Barchfeld u. a. auch Metallstifte für den Einsatz in Kfz. Die Spitze dieser Stifte mit 3mm Durchmesser muss nach dem Härten und Schleifen in einem engen Toleranzband bis maximal 0,06mm einen exakten Rundlauf aufweisen. Um eine hohe Fertigungsqualität sicherzustellen, ist daher eine durchgängig Prüfung aller Fertigteile unumgänglich. Aus diesem Grunde beauftragten wir ein Ingenieurbüro, eine Lösung zur vollautomatischen Rundlaufprüfung der Stiftspitze zu entwickeln, erklärt Grobe. Hochpräzise Lösung für vollautomatisches System gesucht Eine Aufgabe für Konstruktion & Musterbau Wohlgemuth, denn das Ingenieurbüro aus Markkleeberg in der Nähe von Leipzig ist auf die Entwicklung und Fertigung von Sondermaschinen für unterschiedliche Industriezweige sowie Zulieferer aus den Bereichen Elektronik, Lebensmittel und Automotive spezialisiert. Uwe Wohlgemuth, Juniorchef des Unternehmens: Zur Entwicklung der Prüfanlage für Präzisionsdrehteile Barchfeld benötigten wir eine Sensorlösung, die sich problemlos in ein vollautomatisches System integrieren ließ, mit Blick auf kurze Taktzeiten schnell sein musste und natürlich in der Lage war, mit hoher Präzision die anspruchsvolle Prüfaufgabe zu erfüllen. Der Kontakt zu ipf electronic hat uns dabei sehr geholfen, denn hier bekamen wir kompetente Beratung und die Antwort, dass für unsere Entwicklung im Grunde nur ein Zeilensensor in Frage kommt. ipf electronic 2015 1

Objektkante im Fokus Die Zeilensensoren von ipf electronic eignen sich vor allem für eine präzise Teilepositionierung oder zur genauen Ermittlung von Objektabmessungen. Mit Blick auf eine hohe Einsatzflexibilität werden die Sensoren als tastende Systeme (Reflex-Zeilensensoren) und Sender-Empfänger-Systeme (Laser- Zeilensensoren) angeboten, wobei die letztgenannten auch als Gabel-Varianten verfügbar sind. Ein solches Gabel-System, genauer den Zeilensensor PG400140, empfahl ipf electronic für die automatische Prüfanlage des Ingenieurbüros Wohlgemuth. Empfänger mit Besonderheiten Warum, wird u. a. deutlich, wenn man den Aufbau und die Funktion der Zeilensensoren kennt. Der Empfänger besteht aus einem CCD-Zeilendetektor, der aus eng beieinander angeordneten Empfangselementen bzw. Pixeln aufgebaut ist. Auf diesen Zeilendetektor wird der auf der Senderseite erzeugte linienförmige homogene Laserlichtstrahl abgebildet. Befindet sich ein Objekt im Lichtstrahl des Sensorsystems, dann wird bei dem Zeilendetektor des Empfängers das Schattenbild des Objektes auf die einzelnen Pixel der CCD-Zeile abgebildet. Da der Abstand der Pixel zueinander auf der jeweiligen CCD-Zeile bekannt ist, lässt sich bspw. die Größe des erzeugten Schattenbereichs und damit z. B. der Durchmesser eines Messobjektes ermitteln. Intelligente Software zur Parametrierung Parametriert werden die Zeilensensoren über eine spezielle Software. In dieser Windows-Oberfläche wird u.a. eine Belichtungskurve der CCD-Zeile dargestellt, in der die Helligkeitsinformation jedes einzelnen Pixels der Zeile wiedergegeben wird. Somit sieht der Anwender direkt, ob und wo Bereiche des CCD-Zeilendetektors durch ein Objekt abgeschattet werden. Dieses sogenannte Videosignal kann je nach Messaufgabe über verschiedenste Betriebsarten wie Left-Edge, Right-Edge, Center und Width ausgewertet werden. Dazu wird die Auswertebetriebsart über die Parametrier-Software definiert und an den Zeilensensor übertragen. Nach der Parametrierung arbeiten die Sensor-Systeme ohne PC-Anbindung im Stand-Alone-Betrieb. Automatisierte Zuführung in das Prüfsystem Der in der Prüfanlage für Präzisionsdrehteile Barchfeld integrierte Zeilensensor PG400140 verfügt über eine 6 x 1mm starke Rotlicht-Laserlinie als Sendeelement, während die aktive Sensorfläche aus einem CCD-Zeilendetektor mit 512 Pixeln besteht. Die Auflösung des Sensorsystems beträgt typ. 2μm. Uwe Wohlgemuth erläutert die Funktionsweise der Anlage: Aus einem Vorratsbunker werden die Stifte zunächst an einen Wendelförderer übergeben, um die Teile längsgerichtet einer linearen Förderstrecke mit einem Teilepuffer zuzuführen. Da die Teile in diesem Anlagenbereich für eine Prüfung der Stiftspitze noch nicht lagerrichtig angeordnet sind, werden sie nach dem Puffer in einer Drehstation ausgerichtet und gelangen von dort direkt in die Prüfstation. ipf electronic 2015 2

Auswertebetriebsart Center plus Min-Max-Modus Jeder Stift vollzieht in dieser Station eine eineinhalbmalige Umdrehung, um zweifelsfreie Prüfergebnisse zu erhalten. Der Rundlauf der Stiftspitze wird anhand der Durchbiegung der Stifte kontrolliert, wobei die Prüfung in der Auswertebetriebsart Center erfolgt. Mit dieser Betriebsart wird die Mitten- Position eines Schattenwurfs bestimmt, den ein Bauteil (hier die Stiftspitze) im Messsystem erzeugt. Ergänzend hierzu kommt der Auswertemodus Min-Max zum Einsatz, der über einen Messzyklus die absolute Bewegung der Bauteilmitte innerhalb des Zeilensystems ermittelt. Im konkreten Fall bedeutet das: Weist die Stiftspitze bedingt durch eine Verbiegung bei einer Drehbewegung einen sogenannten Höhenschlag auf, dann verändert sich auch die Position der Bauteilmitte während dieser Drehbewegung. Individuelle Kontrolle jedes Prüflings Diese Positionsveränderung wird beobachtet, wobei das Sensorsystem die jeweiligen Extremwerte in beiden Auslenkungsrichtungen (Min und Max) speichert. Die aus diesen Werten permanent ermittelte Differenz entspricht dem Höhenschlag des aktuell geprüften Bauteils und wird zur Auswertung in ein Analogsignal umgewandelt, das an die SPS der automatisierten Prüfanlage weitergeleitet und dort verarbeitet wird, um NIO- von IO-Teilen separieren zu können. Damit bei jedem neu zu prüfenden Stift nicht die vorangegangenen Min/Max-Werte zur Bewertung des Rundlaufs herangezogen werden, sind bei jedem Prüfling die Grenzwerte zurückzusetzen. Dies geschieht über einen externen Eingang am System, der nach dem Zuführen eines neuen Stifts in die Prüfstation kurzzeitig mit 24V beaufschlagt wird. Integrierte Signalverstärkung Wie bereits erwähnt, hat das in der automatisierten Prüfanlage verwendete Sensorsystem PG400140 eine Messbereichsbreite von 6mm. Die Messbreite ist doppelt so groß wie der Bauteildurchmesser und sehr viel größer, als der zu erwartende Höhenschlag der Stiftspitze. Der Vorteil: Um sicher zu stellen, dass die Stiftspitze in den Lichtstrahl ragt, muss das System nicht so exakt positioniert werden. Der Nachteil: Für die SPS stehen nur kleine aus dem Höhenschlag resultierende Analogsignale zur Auswertung bereit. Diesem Problem begegnet das System mit einer integrierten Zoom-Funktion, die beim Analogausgang kleine Veränderungen der Bauteillage in große Signalauslenkungen umsetzt. Durchgängige Qualitätskontrolle im Schnelldurchlauf Der eigentliche Prüfvorgang pro Stift benötigt lediglich Zehntelsekunden, erklärt Uwe Wohlgemuth. Unter Berücksichtigung der mechanischen Komponenten für die Ein- und Ausschleusung der Stifte im Bereich der Prüfstation werden somit Taktzeiten von 2,5 Sekunden pro Prüfling erreicht. ipf electronic 2015 3

Ein Ergebnis, das Michael Grobe von Präzisionsdrehteile Barchfeld vollauf überzeugt hat: Wir haben die Anlage seit Februar 2015 im Einsatz und können seither eine lückenlose Qualitätskontrolle realisieren, wobei wir pro Stunde rund 1.400 gehärtete Stifte prüfen. Bildunterschriften: ipf_electronic_wohlgemuth_01: ipf_electronic_wohlgemuth_02: Die vom Ingenieurbüro Wohlgemuth entwickelte Anlage prüft vollautomatisch den exakten Rundlauf der Spitze von Stiften für den Einsatz in Kfz. ipf electronic 2015 4

ipf_electronic_wohlgemuth_03: Aus einem Vorratsbunker gelangen die Stifte zunächst in einen Wendelförderer, um die Teile längsgerichtet einer linearen Förderstrecke mit einem Teilepuffer zuzuführen. ipf_electronic_wohlgemuth_04: ipf_electronic_wohlgemuth_05: ipf electronic 2015 5

ipf_electronic_wohlgemuth_06: Vor dem Zeilensensor (rechts) werden die Stifte nach dem Puffer in einer Drehstation für die Prüfung korrekt ausgerichtet. ipf_electronic_wohlgemuth_07: Der Rundlauf der Stiftspitze wird anhand der Durchbiegung der Stifte kontrolliert, wobei die Prüfung in der Auswertebetriebsart Center erfolgt. Ergänzend hierzu kommt der Auswertemodus Min-Max zum Einsatz, der über einen Messzyklus die absolute Bewegung der Bauteilmitte innerhalb des Zeilensystems ermittelt. ipf electronic 2015 6

ipf_electronic_wohlgemuth_08: Die aus den jeweiligen Extremwerten in beiden Auslenkungsrichtungen permanent ermittelte Differenz entspricht dem Höhenschlag des aktuell geprüften Bauteils und wird zur Auswertung in ein Analogsignal umgewandelt, das an die SPS der automatisierten Prüfanlage weitergeleitet und dort verarbeitet wird, um NIO- von IO-Teilen nach der Prüfstation separieren zu können. ipf electronic 2015 7