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Das Detail im Blick: Optische Lösungen von Marposs zur Fehlererkennung an Gussteilen

Optical solutions for defect detection on casted parts

Unvollkommenheiten an Dichtflächen, wie z.B. Lufteinschlüsse, können zu Leckage führen, was die ordnungsgemäße Funktion des Bauteils beeinträchtigen und die Lebensdauer des Endprodukts gefährden kann. Dadurch kann die Dichtung zwischen den Passflächen wirkungslos und durchlässig für Flüssigkeiten werden.

Die Prüfung flacher Kupplungsstellen von Gussteilen auf Oberflächenunvollkommenheiten dient zur Zustandsanalyse der Oberflächen, auf denen später die Dichtung platziert wird, die beide Flächen verbinden soll.

Die beiden Paarungsflächen werden unabhängig vom Fertigungsprozess in zwei unterschiedlichen Prozessen auf Dichtheit überprüft: mit dem Lecktest zur Kontrolle von Unvollkommenheiten in der Bauteilstruktur im µm-Bereich, sowie mit der Kontrolle der Dichtflächen zur Absicherung der ordnungsgemäßen Funktion der vorhandenen Dichtungen.

 

Die richtigen Augen zur Fehlerkontrolle

Weil der Bediener Oberflächenunvollkommenheiten nur unzuverlässig erkennt, müssen Bildverarbeitungssysteme für die Oberflächenkontrolle eingesetzt werden.

Bekannterweise lässt die Aufmerksamkeit des Menschen bei wiederholten Arbeitsgängen innerhalb kurzer Zeit nach und im Laufe der Schicht wird die Wahrscheinlichkeit, kritische Unvollkommenheiten nicht zu erkennen, größer.

Automatisch arbeitende Bildverarbeitungssysteme lösen das Problem von Aufmerksamkeit und subjektiver Beurteilung und bieten somit eine zuverlässige und wiederholbare Kontrolle.

Marposs kann für die Fehlererkennung je nach den spezifischen Kundenbedürfnissen berührungslose Bildverarbeitungssysteme für automatische und manuelle, schlüsselfertige Lösungen anbieten.

 

Ein automatisch arbeitendes Auge für die Fehlererkennung: Berührungslos arbeitende Bildverarbeitungssysteme von Marposs

Die optischen Systeme von Marposs kommen in zwei Hauptkategorien zum Einsatz:

  • Systeme mit linearen und Matrix-Kameras zum Messen von Werkstückgeometrien;
  • Prüfanwendungen zur Kontrolle der Oberflächenqualität an Werkstücken.

Beide Anwendungen können je nach Kundenanforderung mit vollautomatischer, halbautomatischer und auch manueller Beladung ausgelegt sein.

Nachfolgend sollen ein paar praktische Anwendungen für das berührungslos arbeitende Bildverarbeitungssystem von Marposs erläutert werden.

 

Anwendung für berührungslos arbeitende Bildverarbeitungssysteme: Maßkontrolle an Hairpins

Hairpins sind schon von Haus aus eine Schwachstelle, weil sie aus einem dünnen Kupferdraht bestehen. Durch den Einsatz von Referenzlehren wird die Geometrie des zu messenden Werkstücks durch die Lehre selbst beeinträchtigt. Taktile Messsysteme können sogar zu leichten Verformungen am zu messenden Werkstück führen.

In beiden Fällen wird das Werkstück unter Bedingungen gemessen, die nicht der Realität entsprechen.

Bei einem Messsystem mit künstlicher Bildverarbeitung wird das Werkstück ohne durch das Messsystem selbst eingetragene Verformungen gemessen.

Durch den Einsatz eines Bildverarbeitungssystems beim berührungslosen Messen von Hairpins ergibt sich ein zweifacher Nutzen:

  • Hohe System-Flexibilität angesichts einer Vielzahl von Werkstückgeometrien innerhalb einer Hairpin-Familie;
  • Hohe Messgeschwindigkeit, weil mithilfe der Bildaufnahmen und der entsprechenden Bilddatenverarbeitung innerhalb kürzester Zeit Dutzende von Messungen an einem einzelnen Werkstück ausgeführt werden können.

Das Messen ist demzufolge schnell und präzis.

 

Anwendung mit berührungslosen Bildverarbeitungssystemen:  Kontrolle der SOFC-Brennstoffzellenhälften

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie eines Brennstoffgases direkt in Elektroenergie um und können deshalb als umweltfreundlich betrachtet werden. Außerdem sind SOFC-Zellen aufgrund ihrer hohen Betriebstemperatur ideal für Hochleistungs-Kraft-Wärme-Kopplungssysteme mit einem Nutzungsgrad von bis zu 90%, die z.B. für die Stromversorgung von Wohnhäusern auf Gasbasis aus Biomasseabfall eingesetzt werden können.

Die Vorteile von SOFC-Zellen bezüglich der ökologischen Nachhaltigkeit werden in Dutzenden akademischen Studien belegt, welche auch unterstreichen, wie die hohe Betriebstemperatur sowohl von Vorteil (Wärme-Kraft-Kopplung) als auch von Nachteil sein kann, weil edle und fehlerfreie Werkstoffe gebraucht werden.

 

... Und deswegen ist die Kontrolle ihrer Bestandteile wichtig

Anoden und Kathoden - die Hauptbestandteile von SOFC-Zellen - unterliegen einer enormen thermischen und mechanischen Beanspruchung und kleinste Unvollkommenheiten im Material können zu Materialversagen führen und die ordnungsgemäße Funktion der gesamten Brennstoffzelle in Frage stellen.

Der Bedarf an fehlerfreien Bauteilen erfordert den Einsatz eines Systems zur Erkennung von für diese Bauteiltypen charakteristischen Fehlern (Lufteinschlüsse, Kratzer, Einsenkungen, sowie das allgemeine Vorhandensein von Schadstoffen, wie z.B. Granulat). Möglich ist dies durch hochauflösende Kameras und Streiflichter in Kombination mit einem photometrischen Stereoanalyseverfahren.

 

Berührungsloses System auf Wirbelstrombasis: Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen

Marposs bietet eine Lösung zur Erkennung von Oberflächenfehlern, wie Risse, Lufteinschlüsse, Lunker, Einschlüsse, Ausziehungen, usw., ohne Änderung des physikalischen Zustands des Werkstücks direkt in der Fertigungslinie.

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfungen gehören schon seit über 40 Jahren zum Portfolio von Marposs. Hier wird bei der Kontrolle auf Oberflächenfehler, wie Risse, Poren und Lunker, ein Verfahren namens Wirbelstromtechnik bzw. Foucault-Stromtechnik eingesetzt.

Diese Technologie ist einfach zu automatisieren und ermöglicht die Kontrolle aller Rotationsflächen, wie z.B. von Kurbelwellenzapfen und -wellen, Nockenwellennocken, Lagern, Naben, Bremsscheiben und im Allgemeinen aller Teile, die frei von Strukturfehlern sein müssen, die die Qualität und Sicherheit des Endprodukts beeinträchtigen könnten.

 

Erfahren Sie mehr über optische Kontrollsysteme von Marposs zur Fehlererkennung an Gussteilen

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