Vollautomatische Lunkerprüfung mit Machine-Vision-Lösung

Lunker sind Hohlräume, die durch das Schwinden des Werkstoffvolumens bei der Abkühlung und Erstarrung der Schmelze entstehen können. Zu den wesentlichen Qualitätskriterien bei Gussteilen gehört jedoch die Abwesenheit von solchen Hohlräumen.  Derartige Teile müssen in den meisten Fällen höchsten Anforderungen in Bezug auf Qualität und Langlebigkeit entsprechen. Die sogenannten Lunker können jedoch die Funktion eines Bauteils gefährden und müssen im Rahmen der Endkontrolle aussortiert werden.

Mit diesem Problem hatte auch ein österreichischer Produzent von Aluminium-Druckgussteilen zu kämpfen. Durch die erfolgreiche Zusammenarbeit mit der AUTFORCE Vision Systems GmbH und der AUTFORCE Automations GmbH konnte das Problem mithilfe von mehrstufiger Bildauswertung und Codierung durch industrielle Kameras zur vollsten Zufriedenheit unseres Kunden gelöst werden.

Realisierung

Angesichts der geringen Ausdehnung der zu entdeckenden Lunker und der rauen Oberfläche gestaltete sich die Suche nicht einfach. Mehr als ein Jahr dauerte allein die Evaluierung der unterschiedlichen technologischen Lösungsansätze, die von unterschiedlichen Geräte- und Systemherstellern angeboten werden. Klar war, dass der beauftragte Anbieter Pionierarbeit leisten muss, denn eine Anlage zur vollautomatischen Prüfung von Alu-Gussteilen auf derart kleine Lunker hatte es bis dahin nicht gegeben.

Speziell entwickelter Belichtungsdom

Zentrales Element der Lösung ist ein speziell konstruierter, kuppelförmiger Belichtungsraum. In diesem herrscht ein leichter Überdruck, um Luftverunreinigungen zu vermeiden. Die gesamte Anordnung ist aufgrund des Platzmangels in zwei Metern Höhe angebracht und mit einer pneumatisch betätigten Hubtüre ausgestattet, durch die ein in der Produktionszelle vorhandener Roboter die Teile einlegt bzw. entnimmt.

Durch sechs industrielle 8MP-Kameras von BAUMER mit speziellen Objektiven von KOWA erfolgt von oben die erste Bildaufnahme. Das passende Licht dazu liefern vier 500 mm lange, blitzbare Balkenbeleuchtungen von iiM.  Während der Rahmen um 180° gedreht wird, werden die sechs Einzelbilder mithilfe der Bildverarbeitungs-Software HALCON vom MVTec im Bildverarbeitungsrechner von IMAGO pixelgenau zu einem Gesamtbild zusammengefügt und ausgewertet.

Überzeugendes Ergebnis

Die mit einer Simatic-Steuerung von Siemens und ein KTP400-Panel sowie einer Pilz-Sicherheitssteuerung Pnoz Multi 2 automatisierte Funktionsgruppe wurde von AUTFORCE Automations nahtlos in die bestehende Steuerung eingebunden. Dabei wurden auch die Roboterabläufe im Grenzbereich der Roboterachsen entsprechend angepasst, einschließlich der Anpassung der Greiferdrehung beim Be- und Entladen der Folgestationen. Bei dieser Gelegenheit erfolgte die speicherplatzsparende Einbindung der Lunkerprüfung in die bestehende Steuerung.

Daten & Fakten

Branche:

Druckgusstechnik

Kunde:

Österreichischer Zulieferer Automobilindustrie

Geschäftsbereiche:

project, plc & robotic, vision systems, engineering, switchgear, installation, mechanical design, manufacturing, assembly

Aufstellungsort:

Österreich / Oberösterreich

Jahr:

2015 - 2016

Leistung:

25 Sekunden Taktzeit

Steuerung:

Siemens S7
Minimale Lunkergröße:0,4mm bei einer Bauteilgröße von 350 x 400 mm
Prozessstreubreite:0,018 mm
Kundennutzen
  • Erhöhte Wirtschaftlichkeit durch geringeres manuelles Handling
  • Gesteigerte Prozesssicherheit durch reproduzierbare Abläufe
  • Prüfung unter Einhaltung der Messmittelgenauigkeit
  • Lückenlose Dokumentation aller Prozessschritte und Ergebnisse
  • Perfekte Haltbarkeit der Beschriftung durch direktes Markieren mit  Laser
  • Codevalidierung nach AIM DPM und ISO15415
  • Produktrückverfolgbarkeit im Produktionsprozess und im gesamten Produktlebenszyklus
Bilder

Lunkerprüfung