Der Sensor sieht alles

Das Spektrum der eingesetzten optischen Sensoren in der Automobilproduktion ist riesig. Es reiche vom kurzwelligen Ultraviolett-Bereich (UV) über vielfältigste Kameras im sichtbaren Lichtbereich bis tief in den Infrarot-und Terahertz-Bereich (IR und Thz), heißt es im Whitepaper.

So messen zum Beispiel Lackierer mit diesen Technologien Mikrometer-Schichtdicken von Lacken. Motorenentwickler nehmen Einblick in Einspritz-und Verbrennungsabläufe, die das menschliche Auge nicht wahrnehmen kann. Aerodynamiker machen mit Kamerasystemen in Windkanälen jede noch so kleine Turbulenz sicht- und analysierbar.

Ihre Kollegen aus Interieur-, Reifen-und Karosserieentwicklung lokalisieren und vermessen mit Lasersystemen die Quelle und Ausbreitung von Vibration und Körperschall. So ermitteln sie, wo genau ihre konstruktiven Maßnahmen gegen Störgeräusche ansetzen müssen. Und alle nutzen sie die Imaging-Systeme nicht nur zur Diagnose, sondern auch zur Erfolgsmessung und -dokumentation ihrer Maßnahmen.

Kamera-und Lasersysteme führen nach Meinung der Whitepaper-Autoren zu einer gläsernen Automobilproduktion. Und sie erfüllen dabei unterschiedlichste Anforderungen und übernehmen Aufgaben, bei denen der Mensch an seine Grenzen gerät. So nehmen zum Beispiel Hochgeschwindigkeitskameras die Abläufe in Crash- und Schlittenanlagen auf. Letztere werden zum Beispiel zur Ermittlung von Simulationsdaten oder für Tests einzelner Sicherheitssysteme eingesetzt.

Die Kameras halten die Versuche mit Tausenden von Bildern pro Sekunde und in HD-Qualität fest. Entscheidende Szenen können Entwickler Bild für Bild analysieren, da die Kamera sie in Tausendstel Sekundenschritten einfriert.

Laut den Experten wird die Hochgeschwindigkeitstechnik immer günstiger und kommt daher zunehmend in der Fertigung zum Einsatz. In sehr schnellen Produktionsprozessen erlaube sie detaillierte Fehleranalysen. Wo Fertigungstechniker mangels Einsicht bisher nur auf Trial-and-Error setzen mussten, können sie nun in Superzeitlupen nach den Ursachen von Fehlern forschen und diese beheben.

Imaging-Technologie unterstützt den Menschen aber nicht nur bei Abläufen, die für ihn zu schnell sind. Sie wird auch für Bauteile verwendet, die ohne Kamera nicht kontrolliert werden könnten, weil bestimmte Stellen nicht einsehbar sind.

Das gilt etwa für die Oberflächen von Zylinder-Innenwände. Denn die Oberflächen der Laufflächen seien eine Wissenschaft für sich, heißt es im Whitepaper. Obwohl Reibung Tabu ist, müssen sie Poren aufweisen, in denen sich Öl sammeln kann. Nur so ist beständige Schmierung zwischen Kolbenringen und Zylinderwand gewährleistet.

Um den Spagat aus Porosität und minimierter Reibung zu schaffen, setzen Motorhersteller auf aufwändiges Beschichten und das feinbearbeitende Honverfahren, bei denen die metallurgischen Eigenschaften der Laufflächen sich ins Kristalline verändern. Bildverarbeitung macht diese Mikrostrukturen sichtbar.

Dafür tauchen Sensorköpfe in die Zylinderbuchsen, leuchten sie mit Leuchtdioden (LED) aus und erlauben eine ferngesteuerte Oberflächeninspektion mit Option zu Analysen im Sub-Mikrometerbereich.

Noch laufen solche Zylinder-Kontrollen stichprobenartig im Prüflabor. Doch bei ersten Automobilherstellern rücken die entsprechenden Geräte an die Fertigungslinien.

Nach Meinung der Whitepaper-Autoren erlaube Imaging den Herstellern und Zulieferern den Sprung von der Stichprobenkontrolle zur 100%-Kontrolle direkt in der Fertigungslinie. Denn moderne Kamerasysteme messen schnell, berührungslos sowie in hoher Präzision – und sie ermüden nie. ■