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Qualitätskontrolle an Blechteilen

Optische 3D-Messtechnik und Inspektionssoftware
Qualitätskontrolle an Blechteilen

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Dezentral durch Zulieferanten gefertigte Module müssen die Spezifikationen erfüllen und in der zentralen Endfertigung einen problemlosen Zusammenbau zu einem qualitativ hochwertigen Endprodukt gewährleisten. Optische Digitalisiersysteme haben sich hierbei für die Inspektion von Einzelblechen, bei der Zusammenbau-Analyse und auch beim Try-Out von Umformwerkzeugen fest etabliert.

Bisher konnten Blechteile aus zeitlichen Gründen durch taktile Messmaschinen nur an wenigen Stellen geprüft werden. Dagegen erfasst die optische 3D-Messtechnik die gesamte Bauteilgeometrie flächenhaft in einer hochauflösenden Punktewolke.

Der ATOS 3D-Digitalisierer von GOM wird dabei unter anderem von Firmen aus dem Konsumgüterbereich und der Automobilindustrie, wie beispielsweise von BMW, Audi oder Volkswagen als präzise, schnelle und robuste Messlösung eingesetzt. Denn das ATOS-System kombiniert hohe Messdatenqualität mit Flexibilität und kann nicht nur im Messraum sondern auch mobil vor Ort im Presswerk und im rauen Produktionsumfeld eingesetzt werden. Dabei können für unterschiedliche Objektgrößen präzise 3D-Koordinaten erzeugt und komplette Mess- und Prüfberichte geliefert werden.
Mit geführter Feature-Erkennung sicher alle Merkmale vermessen
Bis vor kurzem konnte die Vermessung von scharfen Kanten nur mit berührenden Messtastern erfolgen, da sich diese mit optischen Digitalisiersystemen nur unbefriedigend vermessen ließen. Aufgrund der kompletten Entwicklung von Sensor, Mess- und Inspektionssoftware im eigenen Haus, konnte nun jedoch ein durchgängiges Konzept und ein sicherer Workflow speziell für die gesamte Blechinspektion entwickelt werden.
Typische Merkmale wie Lochbildmuster sowie Beschnitt- und Auffederung an Randkanten werden in ATOS mittels der „Guided Feature Measurement-Strategie“ zuverlässig vermessen. Anhand der zuvor vom CAD extrahierten Inspektionsmerkmale zeigt die Software dem Anwender die beste Sensorposition an, in der z.B. ein Langloch optimal vermessen werden kann. Auch scharfkantige Merkmale können dadurch zuverlässig mit Subpixel-Genauigkeit vermessen werden, wofür spezielle Algorithmen entwickelt wurden.
Messaufnahmen und Vorrichtungen
Eigenstabile Teile können mit dem berührungslos arbeitenden ATOS Digitalisierer ohne Halterungen vermessen werden, denn das Einschwenken der Messdaten in die CAD-Daten erfolgt kontrolliert anhand der RPS-Punkte in der ATOS Inspektionssoftware. Wird ein Blechteil im freien Zustand und eingebaut digitalisiert, lassen sich einbaubedingte Deformationen vermessen und visualisieren. Aufgrund der dichten Datenmenge ist eine variable Ausrichtung möglich, was bei der Zusammenbau-Analyse zur schnellen Problembehebung beiträgt.
Für die Vermessung von eingespannten Blechteilen ermöglicht die berührungslose Messtechnik ein adaptives Vorrichtungskonzept und damit die Einsparung kostspieliger Lehren. So können zum Beispiel sechs Messlehren durch eine einfache Halterungsvorrichtung ersetzt werden. Da diese für verschiedene Baugruppen parallel genutzt werden kann, wird Lagerplatz und Fertigungszeit eingespart.
Parametrische Inspektions-Software
Die ATOS- bzw. GOM Inspect Professinal Software ermöglicht den Import von neutralen und nativen CAD-Formaten sowie von klassischen OEM-Messplänen (DMIS, CSV/XML-Format, BMW-Mess, Audi-Plan, etc.). Zusätzlich können Inspektionsmerkmale, die bereits in den CAD-Daten implementiert sind, ebenfalls eingelesen werden wie z.B. Oberflächentoleranzen, Profil-, Form- und Lagetoleranzen (CATIA FTA-Merkmale).
Nach erfolgter Ausrichtung kann die Abweichung jedes Datenpunktes zum CAD bestimmt werden und anhand der digitalisierten Messdaten eine vollflächige farbliche 3D-Darstellung der Abweichungen zum CAD erstellt werden. Mit Inspektions-Schnitten können lokale Abweichungen detailliert analysiert werden.
Bei der Kontrolle von Berandungen kann zwischen Normalabweichung (Auffederung) und Tangentialabweichung (Beschnitt) unterschieden werden. Neben dem flächigen Soll/Ist-Vergleich, der Trim & Springback- und Lochbildmustervermessung können mit dem System Bördelkanten sowie Spaltmaß und Bündigkeit (Gap & Flush) analysiert werden. Die Ausgabe der Messergebnisse kann durch konfigurierbare Reports erfolgen. Neben Bilddarstellungen können alle Werte auch in Tabellenform exportiert werden (CSV, Excel, XML, q-das, etc.).
Zusätzlich unterstützt die kostenlose GOM Inspect Software die durchgängige Nutzung von 3D-Koordinatenmessdaten und deren Auswertung. Alle 3D Messdaten und Inspektionsergebnisse stehen kompakt zum Austausch und zur Weiterverarbeitung für Kunden und Kollegen zur Verfügung.
Automatisierte Messzellen: Prozesssicherheit & Trendanalyse
Mit Robotern, Drehtischen und Linear-Verfahreinheiten lassen sich zudem flexible automatisierte Inspektionszellen realisieren. Die vollflächige Bauteilvermessung erlaubt dabei eine einfache gut/schlecht-Aussage. Weiter zeigt sie auch den Verlauf von Abweichungen für eine schnelle Beurteilung von Prozessen auf.
Damit können potentielle Probleme frühzeitig erkannt und Prozesse rechtzeitig korrigiert werden, was zu geringeren Produktionskosten und zu einer effizienten Qualitätskontrolle führt.
Fazit
Firmen, die optische Messtechnik einsetzten, profitieren durch die Verkürzung von Entwicklungszeiten sowohl für Produkte als auch bei der Verkürzung von Serienanlaufzeiten. Die Unternehmen bleiben wettbewerbsfähig, da sie ihren Kunden helfen, schneller von der Idee zum Produkt zu kommen. Gleichzeitig können sie Produktionsabläufe optimieren und in der laufenden Produktion Ausschuss minimieren.
Besonders bei automatisierten Messzellen ist eine Durchgängigkeit von der messtechnischen Hardware bis zur auswertenden Inspektionssoftware mit Schulung und Support aus einer Hand ein zusätzlicher Vorteil.
GOM, Braunschweig www.gom.com
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