Die Wälzkörper von Rollenlagern sollten möglichst genau den vorgegebenen Abmessungen entsprechen, sonst kommt es womöglich zu Funktionsdefekten. Für die Prüfung steht nun ein System zur Verfügung, das sich direkt in die Produktionslinie integrieren lässt und Oberflächenfehler von einer Tiefe bis zu 0,5 µm erfasst.
Maschinen, die üblicherweise zur Prüfung von Walzen zum Einsatz kommen, nutzen bildverarbeitende Verfahren. Das bringt zwei Nachteile mit sich: Zum einen können echte Defekte dabei nicht von Staub oder Schmutz unterschieden werden. Zum anderen gibt es keine Möglichkeit, einen Grenzwert einzugeben, über den die Schwere des Defekts erkennbar ist. Diese beiden Faktoren wurden bei der Entwicklung des berührungslosen Inline-Prüfsystems Rollerinspection ausgeschaltet.
Da eine automatische Lösung diese Anforderungen nicht nur besser erfüllt, sondern damit auf lange Sicht erhebliche Einsparungen ermöglicht, wurde von einem großen Automobilzulieferer eine spezielle Rollerinspection-Maschine bei MS3D in Auftrag gegeben. Diese lässt nicht nur „falsche“ Defekte unberücksichtigt, sondern kann auch die genaue Tiefe der echten Defekte angeben. Der einzuhaltende Grenzwert lag im Fall der ausgelieferten Maschine bei einer maximalen Tiefe des Fehlers von 0,8 µm. Dafür wurden, basierend auf der standardisierten Ringinspection-Maschine des Herstellers über die darin verbauten Laser-Sensoren hinaus zusätzliche Weißlicht-Sensoren installiert, um die erforderliche Genauigkeit gewährleisten zu können.
Für die eigentliche Messung müssen die Teile nicht genau positioniert werden, vielmehr ruhen sie nur aufgrund ihres Eigengewichts auf einer Art Stativ, das um 360 ° gedreht wird. Jeder Sensor generiert dabei 10 000 bis 70 000 Datenpunkte pro Sekunde. Dementsprechend ergibt sich in wenigen Sekunden eine Punktewolke aus Millionen Datenpunkten, die mit der Drehung synchronisiert werden. Während ein Roboter das Teil zurück zur Palette bringt, führt eine spezielle Software die Informationen in einem 3D-Modell zusammen und sortiert unbrauchbare Messwerte aus. Auf dieser Grundlage werden die erforderlichen Features errechnet und auf Abweichungen von den Referenzvorgaben hin untersucht.
Die Ungenauigkeit liegt bei etwa 0,1 µm
Das Bauteil wird so oft gedreht wie nötig, um genügend Daten für die Erkennung von Fehlern mit bis zu 0,5 µm beziehungsweise in diesem Fall bis zu 0,8 µm Tiefe zu sammeln, was an der Oberfläche nur einigen hundertstel Mikrometern entspricht. Die Ungenauigkeit der reproduzierbaren Ergebnisse liegt bei etwa 0,1 µm. Je nach Anforderung werden dafür 20 bis 40 s benötigt – was deutlich schneller ist als eine Prüfung mit Bildverarbeitung. Zudem kann diese nicht die genaue Tiefe feststellen. Die neue Anlage bietet dagegen die Möglichkeit, eine sehr niedrige Schwelle anzusetzen, die mit bloßem Auge unmöglich zu bestimmen ist, und Teile, die diesem Kriterium nicht genügen, automatisiert zu erkennen. ■
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