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Industrielle Automation 3/2016

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Industrielle Automation 3/2016

SENSOR+TEST

SENSOR+TEST 2016 Alles stets im Blick Sensoren in Infrarotkameras ermöglichen eine perfekte Qualitätskontrolle in der Linie Wie bekommt man 100 %-Kontrolle in der Linie? Diese Frage lässt sich kurz und knapp beantworten: Man kombiniert verschiedene Verfahren so geschickt miteinander, dass sich die einwandfreie Überwachung leicht im laufenden Prozess realisieren lässt. Bleiben wir beim Spritzguss, so bietet sich ein Zusammenspiel aus der industriellen Infrarotkamera Thermoimager TIM 160 oder TIM 400 und dem Inline-Farbmesssystem Colorcontrol ACS 7000, jeweils aus dem Hause Micro-Epsilon, an. Ein Bauteil wird während des Produktionsprozesses zunächst direkt vor die Infrarotkamera gefahren, um es auf Fehler zu überprüfen. Ein automatisches Handlingsystem zur Bauteilentnahme und Ablage ermöglicht dies. Durch die Positionierung des Bauteils vor der Kamera kann ein exaktes Zeitfenster für die Aufnahme der Thermografie-Bilder eingehalten werden, wodurch die Vergleichbarkeit der Wärmebilder von Schuss zu Schuss gesichert ist. In kürzester Zeit muss bei der automatisierten Entnahme eine Gut-/Schlechtteil-Auswahl getroffen werden. Denn das Ziel ist, Probleme bei der Weiterverarbeitung zu verhindern und möglichst schnell Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Fehler kosten viel Zeit und Geld. Manfred Pfadt Um den heutigen Anforderungen an Qualität und Wirtschaftlichkeit gerecht zu werden, ist eine zuverlässige Qualitätskontrolle unabdingbar. Speziell in der Kunststoffverarbeitung und im Spritzguss sind zum einen die Fehlererkennung und zum anderen die Farbkontrolle bei Bauteilen wichtige Aspekte des Produktionszyklus. Beide lassen sich mit geeigneter Sensorik voll automatisiert während der Produktion überprüfen. Dipl.-Ing. Manfred Pfadt ist Produktmanager Sensorik bei der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co.KG in Ortenburg Fehler zuverlässig identifizieren mittels Infrarot Mittels einer Infra rotkamera erkennt das Inline-Thermografiesystem Qualitätsschwankungen. Sie erfasst das gesamte Bauteil aus bis zu sechs unterschiedlichen Ansichten und begutachtet es. Das Prinzip ist einfach: Eine miniaturisierte industrielle Wärmebildkamera der Serie Thermoimager TIM 160 oder TIM 400 erfasst die von dem Werkstück ausgehende Infrarotstrahlung und visualisiert sie. Die Temperaturverteilung liefert eine globale Qualitätsaussage über Fehltemperierung des Werkstücks, Fehlfunktion der Werkzeugtemperierung, sichtbare Geometriefehler und verdeckte Fehler. Das System minimiert die Anfahrausschüsse nach Stillständen oder dem Werkzeugwechsel, da bereits das erste Gutteil nach dem Wiederanlauf zuverlässig erkannt wird. Die Auswertung findet in der Totzeit zwischen zwei Schüssen statt. Die Software stellt das Referenzbild, das IR-Bild vom Bauteil und die Differenz der beiden Bilder 01 Das Inline-Farbmesssystem kann strukturierte, hochreflektierende sowie metallisch-glänzende Oberflächen erfassen 28 INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2016

dar. Die identifizierten Temperaturunterschiede liefern eine Grundlage für die Unterscheidung zwischen Gutteil und Schlechtteil. Die Temperaturalarmgrenzen können dabei frei über die Bediensoftware festgelegt werden. Sie wurde in Verbindung mit dem Süddeutschen Kunststoffzentrum (SKZ) und mehreren Industriepartnern entwickelt. Fehlerhafte Bauteile werden entsprechend dieser Einstellungen aussortiert. Weiterhin kann der Bediener zum Beispiel durch eine Lampe bei Fehlerereignissen gewarnt oder die Maschine im Extremfall abgestellt werden. Die Grenzwerte für verschiedene Bauteile können in einer Bauteildatenbank gespeichert und abgerufen werden. Neben der sofortigen Sortierung der Bauteile wird von jedem Schuss ein IR- Bild des Teils auf die Festplatte oder ein Netzlaufwerk gespeichert. Dadurch wird eine immer häufiger geforderte 100 %-Nachverfolgbarkeit eines Bauteils realisiert. Auf den exakten Farbton kommt es an Wurde durch den Thermoimager TIM zuvor verifiziert, dass es sich um ein Gutteil handelt, so kann dieses direkt im Anschluss in der Linie mittels des Colorcontrol ACS 7000 auf seine Farbe überprüft werden. Eine zu 100 % automatische (Inline-)Kontrolle bestand bisher nicht, die Micro-Epsilon- Sensorik macht sie jedoch möglich. So konnte die Bauteilfarbe bisher nur offline am fertig abgekühlten Bauteil bestimmt werden. Die Thermochromie, also die Farbänderung des Bauteils bei unterschiedlichen Temperaturen, verursacht dieses Problem. Speziell bei roten Farbstoffen ist dieser Effekt sehr ausgeprägt und eine Farb - unterscheidung schwierig. Denn schon bei einem Temperaturunterschied von 20 °C können je nach Einfärbung Farbabweichungen von mehr als 2∆E-Einheiten entstehen. Beim Kunststoff-Spritzguss, speziell im Automotive-Bereich, kommt es auf den exakten Farbton der Produkte an. Der Kunde toleriert keine Fehler. Das Colorcontrol ACS7000 ist eines der modernsten Inline-Farbmesssysteme weltweit. Im Unterschied zu konventionellen Technologien wird dabei eine Farbe nicht nur über den Vergleich zum Referenzwert, sondern über das Reflexionsspektrum eindeutig identifiziert. Wegen der hohen Messgenauigkeit (∆E≤ 0,08) findet das System auch Einsatz im Labor, beispielsweise in 02 Der Winkelsensor kommt bei gängigen Messaufgaben zum Einsatz der industriellen Fertigung und Entwicklung. Zur einfachen Integration in den Prozess steht u. a. der Ethernet/Ether- CAT-Anschluss zur Verfügung. Für jedes Material ein Sensor Das optische Messsystem Colorcontrol ACS7000 verfügt über drei Sensorköpfe für unterschiedliche Messaufgaben: Für strukturierte, hochreflektierende sowie metallisch-glänzende Oberflächen, wie im vorgestellten Beispiel, eignet sich der 360 °-Ringkopf. Im Sensor sind 24 Beleuchtungsoptiken um die Empfangsoptik angeordnet. Sie sorgen für eine konstante Ausleuchtung der Oberfläche. Dadurch kann die Messung unabhängig von der Drehlage des Messobjekts erfolgen. Für eine Farbmessung auf matten und feinstrukturierten Materialien eignet sich der Winkelkopf. Beleuchtung und Empfänger sind im Sensor im 30 °/0 ° beziehungsweise 45 °/0 °-Winkel zueinander angeordnet. In Zukunft wird die absolute Kontrolle jedes einzelnen Herstellungsschrittes noch mehr im Fokus stehen als ohnehin schon der Fall. Die Industrie muss sich dem steigenden Qualitätsanspruch und dem Preiskampf stellen. Schon jetzt ist die 100 %-Kontrolle in der Linie durch Technik aus dem Hause Micro-Epsilon möglich, wo schwierige Messaufgaben für Größen wie Weg, Abstand, Position, Farbe und Temperatur gelöst werden. In der Kunststoffverarbeitung und im Spritzguss lässt sich diese 100 %-Kontrolle durch die Kombination aus Thermoimager TIM 160 oder TIM 400 und dem Inline-Farbmesssystem Colorcontrol ACS7000 erreichen, wodurch sowohl Bauteilfehler als auch Farbfehler direkt im Herstellungsprozess hintereinander geprüft werden können. Je schneller Fehler am Bauteil oder der Farbe erkannt werden, umso schneller kann man darauf reagieren. www.micro-epsilon.de Die neue Performance in der optischen Schwingungsmessung Noch verlässlicher, noch vielseitiger, noch besser NEU! Polytec MPV-800 Das völlig neue Multisensorik-System mit 48 Messköpfen – zum Festhalten unwiederbringlicher Momente. NEU! Besuchen Sie uns: SENSOR+TEST Nürnberg, 10. – 12.05.2016, Halle 5, Stand 5-310 Polytec PSV-500 Xtra Das Upgrade für Scanning Vibrometer – Ihr Xtra an optischer Performance. Erfahren Sie mehr unter: www.polytec-trommelwirbel.de

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