Ein wesentliches Qualitätskriterium in der Automobilbranche ist die Oberflächenqualität der Karosserie, denn Untersuchungen mit Kunden haben gezeigt, dass Fehler wie Dellen, Beulen, Welligkeiten, Einfallstellen und „Pickel“ am Neufahrzeug besonders kritisch betrachtet werden. All diese Fehler sind bereits in einer früheren Produktionsstufe vor dem Lackieren entstanden, nämlich im Rohbau oder im Presswerk. Aufwändige visuelle Überprüfungen durch Auditoren sind notwendig, um die Fehler sicher zu detektieren, wobei diese Tests subjektiv sind und Schlupf (unerkannte Fehler gelangen in die nächste Produktionsstufe) unvermeidlich ist. Entscheidend ist es, die kundenrelevanten Fehler sicher zu detektieren und zu beheben.
Das ABIS II Oberflächeninspektionssystem (ABIS = Automatic Body Inspection System) wurde zur Detektion und Klassifikation von Fehlern auf Oberflächen konzipiert. Der ABIS II Sensor kann dabei auf verschiedenen Handlingsystemen montiert und somit der jeweiligen Messaufgabe optimal angepasst werden. Die robuste Ausführung des Sensors gewährleistet sowohl bei typischen Beschleunigungsbelastungen im Robotereinsatz als auch bei fertigungsnahen Umgebungsbedingungen (Vibrationen, Hallenlicht, Temperatur etc.) die sichere Messdatenaufnahme. Eine nachträgliche Adaption des Sensors vom Stativ auf einen programmierbaren Roboter ist bei steigendem Probenumfang möglich. Das Sensorkonzept an sich basiert auf der so genannten Projected-Fringes-Technik, bei der ein periodisches Gitter auf das Objekt projiziert wird und das Streifenmuster von einer Digitalkamera mit nur einer Bildaufnahme (1-Bild-Technik) innerhalb von 100 Mikrosekunden erfasst wird. Die anschließende Bildauswertung wandelt Sensordaten in Tiefendaten, in denen die Variationen der lokalen Krümmung als „Region of Interest“ einer genaueren Analyse unterzogen werden. Eine Auswertung einer Beule in einem Blech zeigt eine Ausdehnung von 60 mm und einer Tiefe unter 20 µm; unsichtbar im Rohzustand, aber deutlich erkennbar nach der Lackierung! Die integrierte Klassifikation der messbaren Fehler (laterale Ausdehnung: 1,5 mm bis 20 cm / Tiefenausprägung: unter 10 µm bis 500 µm) ist ein essenzieller Bestandteil der Datenauswertung, um in den nachgelagerten Entscheidungsprozessen die entsprechenden Qualitätskriterien automatisch anwenden zu können.
Einstellbare Toleranz
Die Software ABISpro ermöglicht die Eingabe von Fehlermerkmalen und Gravitätseinteilungen, die auf Erfahrungswerten von Auditoren basieren. Damit wird berücksichtigt, dass bei Produktionsbeginn oftmals eine höhere Fehlertoleranz gestattet ist d.h. das Qualitätsziel ändert sich mit der Produktionszeit. Deshalb ist die Toleranz der Fehlerklassifikation einstellbar. Die gefundenen und klassifizierten Oberflächendefekte werden am Monitor farblich gekennzeichnet und können am CAD-Modell entsprechend visualisiert werden. Die Datenaufnahme mit einem ABIS II Offline System bestehend aus einem Roboter und einem ABIS II -Sensor benötigt bei einem Autodach nur 15 Sekunden für die Datenaufnahme. Ein entscheidender Vorteil des ABIS II Oberflächeninspektionssystem ist die Fehlererkennungsvielfalt. Folgende Fehler werden bei ABIS II sowohl offline als auch inline sicher erkannt und klassifiziert: Dellen, Beulen, Einfallstellen, Pickel, Welligkeiten, Einfallstellen, Einschnürungen und Risse. Die Skalierbarkeit ermöglicht es, die Auswertezeit durch Erhöhung der Auswerterechnerzahl zu verkürzen.
Werkstatttauglich
Die drei Ausbaustufen des ABIS II Systems sind : ABIS II Interactive, ABIS II Offline Station und ABIS II Inline Anlage. Mit ABIS II Interactive ergibt sich eine günstige manuelle Einstiegsmöglichkeit in die Oberflächeninspektion und Klassifikation (Engineering-Lösung). Bei steigendem Probendurchsatz ist die Erweiterung auf eine Offline-Station zur automatischen Vermessung empfehlenswert. Durch eine solche Anlage kann auf den zeitaufwändigen Prozess des Abziehens ganzer Bauteile verzichtet werden. Bei der vorhandenen Anlage bei AUDI in Ingolstadt wurde besonders auf die Praxistauglichkeit im Presswerk geachtet und deshalb eine grafische Benutzerschnittstelle und Touchpanel installiert. Die Werker können die Messung selbst mit Handschuhen durch Antippen des ausgewählten Bauteils am Touchpanel durchführen. Die Integration in den vorhandenen Produktionsprozess geschieht über ein ABIS II Inline-Anlage, bei der alle Teile direkt am Band vermessen werden. Bei Offline- und Inline-Anlagen arbeitet Steinbichler Optotechnik mit dem kompetenten Anlagenbauer TMS Deutschland aus Gersthofen zusammen.
Fazit
Der Einsatz des ABIS II Oberflächeninspektionssystems in den frühen Stufen der Prozesskette ermöglicht eine signifikante Kostenreduktion in der Qualitätssicherung, da aufwändige Nacharbeiten oder Ausschuss vermieden werden können.
QE 507
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