Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kombinierte Oberflächen- und Formprüfung von Gussteilen

11.04.2007
CapaCam ist ein System zur vollautomatischen Sichtprüfung von bearbeiteten und unbearbeiteten Gussteilen. Bei einer Prüfgeschwindigkeit von ca. 150 cm²/s können Fehlstellen ab ca. 0,3 mm erkannt werden.

Mögliche Fehlerklassen sind Poren, Lunker, Lunkernester, Dellen, Schlagstellen, Kratzer, Riefen sowie Verschmutzungen, Späne oder Grate. Sichtprüfaufgaben im Bereich der Gussteile-Herstellung können nun vollautomatisiert werden und eine 100-Prozent-Kontrolle in der Produktion wird möglich. Durch die Objektivierung der Prüfergebnisse und die automatische Erzeugung von Prüfprotokollen wird die Qualität der Produktion erheblich gesteigert, zumal beim Einsatz von CapaCam auch Werkzeugschäden frühzeitig erkannt werden und dadurch Folgekosten vermindert werden.

Bei der Herstellung von Werkstücken aus Guss lassen sich typischerweise zwei grundlegende Prozessschritte unterscheiden. Im eigentlichen Gießprozess erfolgt zunächst die Herstellung des sogenannten Gussrohlings aus erschmolzenem Rohmaterial. Der erkaltete, erstarrte Gussrohling wird nach der Entnahme aus der Gießform nach vorbereitenden Arbeitsschritten wie Ausstanzen des Gießbaumes, Entgratung und Reinigung der Endbearbeitung zugeführt. Das Werkstück in seiner endgültigen Form entsteht dann erst im Zuge der Endbearbeitung. In vielen Fällen werden das Gießen und die Bearbeitung innerhalb der Zulieferkette sogar in unterschiedlichen Unternehmen durchgeführt.

Zukunftsvision "mannlose" Fertigungszelle

Im Zuge der fortschreitenden Rationalisierung ist bei den Gussteile-Herstellern die Vision einer "mannlosen" Fertigungszelle entstanden: In einer vollständig automatisierten Produktion sollen möglichst alle Arbeitsschritte von der Herstellung über die Verpackung bis hin zur Versendung qualitativ einwandfreier Produkte ohne menschlichen Eingriff erfolgen.

Im Bereich der Gussteile-Bearbeitung kann dabei ein unterschiedlicher Automatisierungsgrad der verschiedenen Prozessschritte festgestellt werden. Während die Endbearbeitung durch vollautomatische Bearbeitungszentren bereits zum Industriestandard zählt, konnte in jüngerer Zeit durch die Einführung des Hochdruck-Wasserstrahl-Entgratens und -Reinigens auch für diese Prozessschritte, z. B. beim Leichtmetallguss, eine vollautomatisierbare und prozesssichere Lösung gefunden werden. Auch das vollautomatische Verpacken der produzierten Teile mittels Roboter-Technik oder sonstiger Handhabungs-Technik kann heute als gelöst gelten.

Die Automatisierung der Endkontrolle, und hier insbesondere der Sichtprüfung, ist dagegen nur in vereinzelten Aufgabenstellungen als gelöst zu betrachten und noch Gegenstand intensiver F&E-Aktivitäten. Bisher waren vor allem die funktionalen Oberflächen, wie z. B. Dichtflächen - aus der Sicht der Bildverarbeitungs-Fachkraft "spanend bearbeitete Oberflächen" - Gegenstand erfolgreich realisierter Lösungen. Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass alle unbearbeiteten Oberflächen-Anteile nicht durch den Sichtprüfautomaten geprüft wurden und somit entweder ungeprüft verpackt wurden oder aber eine zusätzliche manuelle Teilprüfung dieser unbearbeiteten Oberflächen erforderlich wurde. Das System CapaCam (Cast Parts Camera), das am Fraunhofer IIS entwickelt wurde, schließt diese Lücke auf dem Weg zur mannlosen Fertigungszelle.

CapaCam - System zur kombinierten Oberflächen- und Formprüfung von Gussteilen

CapaCam ermöglicht die vollautomatische Sichtprüfung von Gussteilen, indem folgende Prüfschritte sowohl an bearbeiteten Oberflächenbereichen als auch an unbearbeiteten Rohguss-Oberflächen vorgenommen werden: Rundum-Außenprüfung, Bohrungsprüfung der inneren Oberflächen, Prüfung von Bearbeitungs-Konturen sowie Prüfung von Maßhaltigkeit an ausgewählten Positionen. Zur vollständigen Prüfung eines Bauteils können, angepasst an die Aufnahmesituation, mehrere, auch verschiedene Kameras, z. B. Flächenkameras, Zeilenkameras oder Endoskop-Kameras eingesetzt werden. Die Prüfgeschwindigkeit liegt bei ca. 150 cm²/s auf einem modernen Industrie-PC. Dabei können Fehlstellen ab ca. 0,3 mm erkannt werden. Die Prüfgeschwindigkeit pro Teil ist abhängig von der Komplexität des zu prüfenden Bauteils und der zu prüfenden Details. Typische Beispiele sind ca. 5 s für ein kleineres Drehteil (Bild 1) oder ca. 25 s für ein Kupplungsgehäuse. Je nach Fertigungsumgebung werden dazu mehrere Kameras in gleichzeitiger oder in "Pipeline"-Anordnung eingesetzt. Für noch höhere Anforderungen an die Taktzeiten oder bei noch kleineren Fehlergrößen kann die erforderliche Rechenleistung durch die parallelisierbaren Bildauswerte-Algorithmen auf skalierbaren Clustern aus kostengünstigen Standard-Industrie-PCs bereitgestellt werden.

Es werden folgende Fehlerklassen geprüft:

o Poren, Lunker, Lunkernester
o Dellen, Schlagstellen, Kratzer, Riefen
o Verschmutzungen, Späne, Grate
o Maßhaltigkeit (an ausgewählten Positionen)
Sichtprüfaufgaben im Bereich der Gussteile-Herstellung können damit vollautomatisiert werden und eine 100-Prozent-Kontrolle in der Produktion wird möglich. Durch die Objektivierung der Prüfergebnisse und die automatische Erzeugung von Prüfprotokollen wird die Qualität der Pro¬du¬k¬tion erheblich gesteigert, zumal beim Einsatz von CapaCam auch Werkzeugschäden frühzeitig erkannt werden und dadurch Folgekosten vermindert werden können.

Das System wird auf der Control 2007, 8.-11. Mai, in Sinsheim (Halle 6, Stand 6306) vorgestellt.

Fachliche Anfragen:
Dr.-Ing. Norbert Bauer
Telefon: +49 9131 776-500
E-Mail: vision@fraunhofer.de
Presse-Anfragen
Fraunhofer-Allianz Vision
Regina Fischer M. A.
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
Telefon: +49 9131 776-530
Fax: +49 9131 776-599
E-Mail: vision@fraunhofer.de
Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.

Regina Fischer | idw
Weitere Informationen:
http://www.vision.fraunhofer.de

Weitere Berichte zu: Fertigungszelle Gussteilen Prozessschritte Sichtprüfung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften