Das robotergestützte Inspektionssystem erkennt Lackfehler zuverlässig und hochgenau. Beim hochpreisigen Produkt Automobil ist das essenziell. Denn nur was äußerlich perfekt scheint, kann auch im Ganzen perfekt sein, so der Rückschluss.

Mit Deflektometrie auf Fehlersuche

Das Streifenmuster enttarnt Lackdefekte am Fahrzeug, da diese Verzerrungen in den gespiegelten Bildern verursachen.

Das Streifenmuster enttarnt Lackdefekte am Fahrzeug, da diese Verzerrungen in den gespiegelten Bildern verursachen.Micro-Epsilon

Das von Micro-Epsilon verwendete Messprinzip der Deflektometrie funktioniert ähnlich wie das menschliche Auge im Zusammenspiel mit den für die Reizverarbeitung zuständigen Hirnarealen – nach dem gleichen Prinzip also, wie wir feinste Fehler wahrnehmen: Gegenstände werden auf Unterschiede in Helligkeit und Intensität untersucht und auf sichtbare, durch Defekte hervorgerufene Abweichungen der Oberflächenbeschaffenheit geprüft. Menschen tun dies oft unbewusst, indem sie den zu untersuchenden Gegenstand ‚gegen das Licht halten‘ oder eine Position einnehmen, in der das von der Oberfläche reflektierte Licht wahrnehmbar ist.

Auch bei der Deflektometrie wird die Oberfläche als Spiegel verwendet. Eine im Sensor integrierte Lichtquelle erzeugt wechselnde, in ihrer Intensität sinusförmig verlaufende, Streifenmuster auf dem Fahrzeug. Die durch Lackdefekte verursachten Abweichungen in den gespiegelten Bildern erfasst und klassifiziert Reflect Control Automotive automatisch.

Fehlerarten und Genauigkeit

Lackfehlerkontrolle per Roboter und Reflect Control Automotive erkennt Ungereimtheiten auf den 1/10 mm genau.

Lackfehlerkontrolle per Roboter und Reflect Control Automotive erkennt Ungereimtheiten auf den 1/10 mm genau. Micro-Epsilon

Das System arbeitet konstant und ist wesentlich genauer als der Mensch, dessen Erkennungsleistung und Genauigkeit farb- und tagesformabhängig schwankt. Ganz anders das Messsystem: Mit einer Auflösung im Zehntel-Millimeter-Bereich erkennt es nahezu alle Lackfehler im Grund- und Decklack präzise. Deutsche Automobilhersteller haben das System bereits im Einsatz und spüren damit Fehlerarten auf wie Einschlüsse, Fussel/Haare, Berührungsspuren, Klebe-Rückstände, Kocher, Krater, Lackablösung, Lacktropfen, Läufer, Nadelstiche, Riefen, Schleiffehler, Schweißperlen, Spucker, Stippen, Teil- und Magerlackierung oder Verschmutzungen.

Konzipiert für industrielle Lösungen ist die automatisierte Lackfehler-Erkennung sowohl in neu konzipierte Lackierereien (Greenfield) als auch in existierende Werke (Brownfield) integrierbar. Einbau, Inbetriebnahme der Roboter und Anbindung der Sensorik erfolgen bei Stillstand der Linie, im Anschluss daran ist die Anlage sofort betriebsbereit. Eine ausgereifte Software ermöglicht die Einstellung verschiedenster Parameter zur Festlegung der Fehlergrößen in Abhängigkeit der jeweiligen Bauteile. Bei Modellwechseln kann der Anwender damit dann selbst die neuen Baureihen einrichten.

Roboteranzahl bestimmt Taktzeit

Im Anschluss ist eine automatische Markierung der Lackfehler in einer weiteren Roboterstation möglich.

Im Anschluss ist eine automatische Markierung der Lackfehler in einer weiteren Roboterstation möglich.Micro-Epsilon

Bei der Planung einer Lackierstraße ist neben der Taktzeit auch die Einbausituation zu berücksichtigen. Welche Fördertechnik steht im Bereich der Inspektionsstation bereits zur Verfügung? Gibt es Einschränkungen hinsichtlich Linienbreite durch Säulen? Wo soll die Markierung der gefundenen Defekte stattfinden? Aus diesen Faktoren sowie aus der Art der zu inspizierenden Modelle berechnet sich die Anzahl der benötigten Inspektionsroboter. Als Grundlage dienen die von den Robotern anzufahrenden Positionen für eine vollflächige Inspektion der Außenhaut. Diese lassen sich wiederum anhand der CAD-Modelle der verschiedenen Fahrzeugtypen festlegen.

Ob Schiebedach, Cabrio oder Kombi – für jede Variante werden die optimalen Inspektionspositionen berechnet. Beispielsweise kommt im Pkw-Bereich bei einer Taktzeit von 113 s, das entspricht einem Durchsatz von 32 Fahrzeugen pro Stunde, ein Drei-Roboter-System zum Einsatz. Die Markierung eventueller Fehlstellen im Lack übernehmen zwei weitere, mit speziellen Applizier-Köpfen ausgerüstete Roboter. Auf diese Weise entfällt für die Lackierer die ermüdende Suche im Lichttunnel und sie können sofort und effizient mit der Nachbearbeitung beginnen.

Parallel zur Fehlerdetektion stellt die Software entsprechende Analysefunktionen zur Verfügung, mit denen sich die Fehlerquellen in den vorgelagerten Fertigungsschritten zügig lokalisieren und abstellen lassen.

Ablauf bei der Lackfehlerkontrolle: Zeit ist Geld

Projekt-Skizze einer automatischen Lackfehlerkontrolle: Die automatisierte Lackfehlerkontrolle lässt sich auch in bestehende Lackierstraßen einbinden.

Projekt-Skizze einer automatischen Lackfehlerkontrolle: Die automatisierte Lackfehlerkontrolle lässt sich auch in bestehende Lackierstraßen einbinden.Micro-Epsilon

Automobilwerke sind durchgehend mit Fördereinrichtungen ausgerüstet. Auf einem solchen Förderer nähert sich die zu kontrollierende Autokarosse per Schlitten (Skid) der Inspektionsanlage, fährt beschleunigt in die Station ein und stoppt. Nach der Beaufschlagung einer automatischen 6-D-Offset-Korrektur zum Ausgleich der Positionsungenauigkeiten beginnen die Inspektionsroboter ihre Arbeit. Noch während das Fahrzeug auf Lackdefekte geprüft wird, nähert sich bereits Schlitten 2 mit der nächsten Karosse. Sobald die Lackfehlerkontrolle beendet ist, fährt Schlitten 1 zur Lackfehler-Markierung aus und gleichzeitig Schlitten 2 zur Prüfung ein.

Die Nutzung des Qualitätspotenzials von Reflect Control Automotive verringert den Schlupf, also die Anzahl jener Fahrzeuge, die trotz aufwendiger manueller Kontrollen das Werk mit Lackfehlern verlassen. Die hohen Erkennungsraten bereits vor der Endmontage reduzieren die Reparaturkosten, da früh erkannte Defekte kostengünstiger repariert werden können, als später im Fertigungsprozess zutage tretende Lackfehler.

Auch die anstrengende und ermüdende manuelle Überprüfung der Lackoberfläche entfällt. So sinken durch den Einsatz der automatischen Lackfehlerkontrolle die Reparaturkosten am Polierband und in der Endmontage; die Reklamationen und die kostentreibenden Rückläufer aus der Montage verringern sich.

Auch unterliegen Roboter keinen Leistungsschwankungen und robotergestützte Messtechnik arbeitet wesentlich exakter und ausdauernder als der Mensch. Ein Potenzial, das auch bei der statistischen Prozesskontrolle genutzt wird, um Produktionsprozesse auf Basis der analysierten Messdaten zu optimieren. So können bei steigender Produktqualität die Produktionskosten reduziert werden.

SPS IPC Drives 2015 – Halle 7A, Stand 130