Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
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Abgewickelte Aufnahme mit hochauflösender Zeilenkamera.
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Abgewickelte Aufnahme mit hochauflösender Zeilenkamera.

MASC-Dehnzelle

MASC-Dehnzelle ist ein hochpräzises Inspektionssystem, das stabil im industriellen Umfeld eingesetzt wird. Im Bild: Abgewickelte Aufnahme mit hochauflösender Zeilenkamera.

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Oberflächeninspektion auf Dehnzellen für Kfz-Bremsanlagen

An Massenprodukte für die Automobilindustrie werden immer höhere Qualitätsanforderungen gestellt. Dies betrifft insbesondere Bauteile, die aus Metallcoils tiefgezogen werden und beson­ders schwierige Oberflächeneigenschaften aufweisen. Dem ITWM ist es gelungen, ­gemeinsam mit den Firmen Continental sowie Hubert Stüken, einem Spezialisten für Tiefziehtechnik, ein robustes und gleichzeitig hochpräzises Inspektionssystem für Dehnzellen zu entwickeln, das stabil im industriellen Umfeld eingesetzt wird.

Bei der Herstellung der Dehnzellen können produktionsbedingt auf den noch ungehärteten Bauteilen Oberflächenfehler, speziell Schlagstellen, entstehen. Eine automatisierte Detektion dieser Fehler ist notwendig, um die Dichtigkeit der Komponenten im verbauten Zustand zu gewährleisten. Auf definierten Bereichen müssen Schlagstellen ab einer Länge von 0,3 mm bei einer maximaler Prüfzeit von drei Sekunden sicher detektiert werden.

Dehnzelle (Aufsicht)
© Fraunhofer ITWM
Dehnzelle (Aufsicht).
Ausschnitt einer Auswertung
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Ausschnitt einer Auswertung
Screenshot der grafischen Entwicklungssoftware ToolIP
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Screenshot der grafischen Entwicklungssoftware ToolIP.

Herausforderung Dehnzelle

Die besonderen Herausforderungen an eine automatisierte Prüfung liegen einerseits in der Geometrie der Dehnzellen, da es sich um Freiformteile handelt. Die andere Herausforderung ergibt sich durch die notwendige, besonders hohe optische Auflösung. Dadurch verringert sich der Tiefenschärfebereich ganz erheblich, während gleichzeitig die Oberflächenrauhigkeiten des Grundmaterials in den Vordergrund treten. Hier muss ein Kompromiss zwischen gewünschter Auflösung und Tiefenschärfe gefunden werden.

Das Prüfsystem besteht aus einer monochromen ­hochauflösenden Zeilenkamera (4096 Pixel) und drei Highpower-LED-Ringlichtern. Durch den Einsatz der Zeilenkamera wird von den Dehnzellen der komplette Durchmesser abgebildet, so dass die Schlagstellen sowohl in Richtung der seitlichen Bestrahlung als auch von ihr weg in einer Umdrehung aufgenommen werden. Das System, das eine objektive 100%-Kontrolle ermöglicht, ist von geschultem Personal ohne Kenntnisse in Bildverarbeitung einfach zu bedienen. Durch die komplexe, geschickt parallelisierte Algorithmik ist es möglich, schnell und zuverlässig fehlerhafte Bauteile frühzeitig aus dem Produktionsprozess herauszunehmen, was zu einer erheblichen Zeit- und damit Kostenersparnis führt.

 

Veröffentlichungen:

Taeubner, K.; Maasland, M.; Briesewitz, R.; Fischer, S.:
100-Prozent-Oberflächeninspektion von Dehnzellen.
QZ-Magazin Jg. 58 (2013) 4, Carl Hanser Verlag, S. 46-48.

 

 

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