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Echtzeit-Qualitätskontrolle von Kleberaupen

Prüfe, was sich ewig bindet!

Wie der Industrieverband Klebstoffe errechnet hat, werden in einem Auto zwischen 15 und 18 Kilogramm Klebstoff aufgetragen, durch Dutzende von Klebesystemen. Um das sicher und wirtschaftlich zu erreichen, muss jede Kleberaupe präzise und konstant im Auftrag sein. Zur Überwachung dieser Prozesse hat die französische Firma Akeoplus ein Sensorsystem entwickelt, in dem drei IDS-Kameras die Bilder liefern.

Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH / AkeoplusBild: IDS Imaging Development Systems GmbH / Akeoplus

In Crashtests schneiden Fahrzeuge mit einem hohen Klebeanteil meist am besten ab. Denn Kleben beeinträchtigt verbundene Teile nicht negativ.

Bild: IDS Imaging Development Systems GmbH / AkeoplusBild: IDS Imaging Development Systems GmbH / Akeoplus
AkeoBi-Sensor zur Qualitätsprüfung von Klebesystemen.

Anders kann es beim Schweißen aussehen, denn hier entsteht Hitze, welche die eingesetzten Werkstoffe und deren Eigenschaften beeinflussen kann. Beim Schrauben entstehen Löcher, die das Material beschädigen können. Klebstoffe dagegen verbinden ohne Materialveränderungen, was einen echten Sicherheitsfaktor ausmachen kann. So werden Klebesysteme mittlerweile sowohl im Motor- als auch im Karosseriebau eingesetzt. Sie verbinden Bleche oder fixieren Scheiben in den zugehörigen Rahmen, um etwa für Karosseriesteifigkeit zu sorgen. Voraussetzung für all dies ist, gerade im Bereich Dichten, die exakte Aufbringung der Kleberaupen bei allen Vorgängen, insbesondere bei sicherheitsrelevanten Teilen - auch in Ecken und Kurven.

Bild: IDS Imaging Development Systems GmbHBild: IDS Imaging Development Systems GmbH

Schnelligkeit und Präzision

Mit AkeoBI hat Akeoplus ein Fertigungswerkzeug entwickelt, das zur Qualität der Materialaufbringung beiträgt. In Echtzeit prüft der Sensor Kleberaupen in der Montagelinie, aus Klebstoff, Kitt, Silikon oder Schaum. Montiert auf Klebepistolen an festen Bolzen am Montageband oder am Roboterarm des Klebesystems, prüfen Algorithmen Wulstbreite, -kontinuität sowie -position und erkennen Materialüberschuss oder -mangel auf +/- 0,5mm genau. Alles mit einer Geschwindigkeit von 450mm pro Sekunde. Das kompakte System kann individuell konfiguriert werden, um etwa eine zentrale Einheit zur Prüfung mit zwei Sensoren gleichzeitig einzurichten oder nur gelegentliche Stichprobenprüfungen auszulösen.

Die Erkennung von Mängeln im Materialauftrag anhand zuvor hinterlegter Kriterien erfolgt durch eine eigens programmierte Software. Zu jedem geprüften Teil steht nach jeder Prüfung ein Bericht zur Verfügung. Der Bediener kann Fehler so lokalisieren und beheben, ohne die Produktion zu unterbrechen.

Integrierte Industriekameras

Drei hochauflösende Industriekameras nehmen die Bilder auf, die für die Inspektion benötigt werden. Die Kameras ermöglichen zudem eine 360°-Rundumsicht auf die zu inspizierenden Bauteile. LEDs im Sensor sorgen für die nötige Beleuchtung. Die eingesetzten GigE-uEye-Kameras des Herstellers IDS Imaging Development Systems zeichnen sich durch eine herausragende Lichtempfindlichkeit aus. Weiter bietet der Sensor der UI-5241LE-Kamera jeweils zwei, im laufenden Betrieb umschaltbare Global- und Rolling-Shutter-Varianten, um wechselnde Anforderungen und Umgebungsbedingungen zu unterstützen. Zusätzlich lassen sich bis zu vier Areas of Interest markieren, um entweder mehrere Merkmale gleichzeitig zu prüfen oder die AOIs in einer Belichtungsreihe mit unterschiedlichen Parametern zu erfassen. Das Kameramodell ist somit besonders für platzkritische Inspektionsaufgaben in der Qualitätssicherung geeignet.

Wirtschaftliche Systeme

Bereits mehr als 100 AkeoBI-Sensoren sind weltweit im Einsatz. Durch die Kombination von hochauflösenden Kameras, Hochleistungs-LEDs und geeigneten Algorithmen haben Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen die Möglichkeit, die Qualität ihrer Klebeverbindungen und damit ihrer Produkte zu steigern und Wettbewerbsvorteile zu erzielen. Neben der Automobilindustrie setzen deren Zulieferer oder die Luft- und Raumfahrtindustrie auf diese Systeme, auch aufgrund der damit erzielbaren Rückverfolgbarkeit. Gerade sicherheitsrelevante Teile erfordern eine sehr gründliche Kontrolle. Das Gespann aus Kameras, Sensoren und Software sorgt dafür, dass die Verbindungen auch halten, was sie versprechen.

IDS Imaging Development Systems GmbH

Dieser Artikel erschien in IT&Production 1 (Februar) 2023 - 08.02.23.
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