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Industrielle Automation 6/2015

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Industrielle Automation 6/2015

SPS IPC DRIVES

SPS IPC DRIVES 2015 I MESSE Gegen alle Widerstände gewappnet Laserkennzeichnung sichert Qualität und Rückverfolgung über die ganze Produkt-Lebensspanne Anna-Lena Hennig Die Anforderungen in der Automobilindustrie sind hoch: Während Fertigung und Produktion immer schneller vonstattengehen müssen, werden Produkte immer komplexer. Um die Qualität sicherzustellen und im Falle von Folgeschäden eine Rückverfolgung zu ermöglichen, sollten alle Produkte einer Kennzeichnung unterzogen werden. Das Laser-Verfahren ist dabei sehr effektiv, da diese Markierungen äußeren Einwirkungen besonders gut standhalten. Die Produktrückverfolgbarkeit stellt eine wichtige Komponente innerhalb des Produktionsprozesses dar. Hersteller in der Automobilindustrie sind in besonderem Maße verpflichtet, alle verbauten Bauteile in einem Fahrzeug dauerhaft zu kennzeichnen, um den hohen Ansprüchen an Produkt- und Prozesssicherheit, Rückverfolgung und Qualitätssicherung zu entsprechen. Dies verlangt das Produkthaftungsgesetz (ProdHaftG), welches regelt, wer wann für Folgeschäden an Personen oder Sachen haftbar gemacht werden kann, die ein fehlerhaftes Produkt verursacht hat. Beständig über die gesamte Lebensdauer Aufgrund der äußeren Einflüsse während der Produktion und des Gebrauchs müssen Markierungen auf Automobilbauteilen nicht nur eine hohe Lesbarkeit zur sicheren Rückverfolgung garantieren, sondern auch abrieb-, temperatur-, licht- und schmiermittelbeständig sein, damit sie über den gesamten Lebenszyklus des Produktes Bestand haben. Hierfür eignet sich die Kennzeichnung mittels Laser, da mit diesem Verfahren die Markierung quasi in den Werkstoff einfließt und nicht wie bei Inkjet- Verfahren in das Produkt graviert wird. Für die meisten Applikationen, die aus der Automobil- bzw. Automobilzuliefererindustrie oder der Metallindustrie kommen, wird ein Lasermarkiersystem benötigt, das in der Lage ist, Metalle und Kunststoffe zu beschriften. Besonders geeignet sind hierfür die Faserlaser von Panasonic. Im Anna-Lena Hennig, Expert im Bereich Product Marketing Laser Marking & Processing bei der Panasonic Electric Works Europe AG in Holzkirchen 01 Über den QR-Code, der mithilfe des Laser-Verfahrens in das Metall graviert wird, kann der Anwender die entsprechenden Produktinformationen abrufen 02 Für Beschriftungen von Metallen, aber auch von Kunststoffen sind Faserlaser gut geeignet - mit bis zu zehnmal längerer Lebensdauer wie mit gewöhnlichem YAG-System

Vergleich zum herkömmlichen YAG-System (YAG – Yttrium Aluminium Granat) weist dieses Lasermarkiersystem Merkmale wie geringere Gehäuseabmessungen und eine zehnmal längere Lebensdauer auf. Darüber hinaus sind die Fixkosten geringer, da ein Faserlaser einen deutlich verringerten Stromverbrauch hat und mit einfacher Luftkühlung auskommt. Präzises Aufbringen von 3-D-Markierungen Da der Vielzahl von Produkten mit unterschiedlichsten Geometrien und Höhenunterschieden keine Grenzen gesetzt sind, muss sichergestellt werden, dass eine einwandfreie und dauerhafte Lasermarkierung zur Rückverfolgbarkeit auf das Produkt angebracht werden kann. Hierfür steht dem Hersteller die 3-D-Technologie von Panasonic zur Verfügung, die in der LP-M- oder LP-Z-Serie verbaut sind. Dank der neu integrierten dynamischen Z-Achsensteuerung im Laserkopf lassen sich 3-D-Markierungen exakt und schnell aufbringen. Zudem werden neue Bearbeitungsmöglichkeiten wie das Beschriften von schrägen, konvexen und konkaven Oberflächen eröffnet. Auch Oberflächen mit verschiedenen Höhen in einem Differenzbereich von 50 mm lassen sich mit der Galvanometer-Technologie beschriften. Der Laserstrahldurchmesser bleibt im gesamten Markierbereich stabil und stellt so eine hochwertige Produktkennzeichnung sicher. Ebenso ist es möglich, zwei benachbarte Flächen in einem einzigen Markierprozess zu beschriften, wenn der Laserkopf oder das Produkt in einem bestimmten Winkel, z. B. 45 °, montiert wird. Vorab- und Nachprüfung sichern die Qualität In der Industrie wird mit höchster Präzision gearbeitet, daher ist es wichtig sicherzustellen, dass weder am Bauteil noch bei der Lasermarkierung Fehler auftreten. Für eine sichere Produktkennzeichnung im Fertigungsprozess sorgt ein vor- und nachgeschaltetes optisches Prüfverfahren. Bei der Vorabprüfung wird optisch untersucht, ob das Bauteil fehlerfrei und richtig unter dem Lasermarkiersystem positioniert ist. In einer automatischen Montagelinie werden beispielsweise Pleuelstangen auf richtige Position geprüft und daraufhin mit einem Faserlaser markiert. Der zu markierende Datamatrix-Code enthält Serien- und Chargennummern, Produktionsdatum sowie weitere Informationen über das Produkt. Zur Nachprüfung wird die fertig mar kierte Pleuelstange mit einem Pick & Place-Roboter an ein Kamerasystem überführt. Hier wird die angebrachte Laser-Kennzeichnung kontrolliert und der Code validiert. Laser­ 03 Der Pick & Place- Roboterarm befördert die Bauteile innerhalb der Produktionsstätte markiersystem, Kamerasystem, Software und Industrieroboter sind in der Produktions linie integriert, sodass eine hohe Produktionseffizienz erreicht wird. Optimierung der Bildinformationen Welches Kamerasystem in einem Fertigungsprozess verwendet wird, hängt von der Prüfaufgabe ab. In der Kombination Kamerasystem und Software können verschiedene Prüfungen durchgeführt werden, die in der industriellen Fertigung gefordert werden. So kann bspw. über das Erkennen fehlender oder unerwünschter Aspekte im Kamerabild an Bauteilen und Baugruppen eine Anwesenheitsprüfung leicht realisiert werden. Denkbar ist auch eine zusätzlich nachgeschaltete Klassifizierung beziehungsweise Sortierung der erfassten Objekte. Doch nicht immer kann der zu prüfende Aspekt eines Prüfobjektes optimal abgebildet werden. Störende Randbedingungen können außerdem zu einer mangelhaften Bildqualität führen. In Vision Q.400 stehen verschiedene Algorithmen für das Optimieren der Bildinformation zur Verfügung. Mit den Funktionen der Software Vision Q.400 von Q.Vitec wird die Qualität der Produkte zunehmend sichergestellt. Zudem wird auch eine einwandfreie sowie exakte Positionierung der Lasermarkierung und somit eine eindeutige Produktrückverfolgbarkeit der Automobilbauteile gewährleistet. Die Komplettlösung von Industrieroboter, Lasermarkiersystem und einem optischen Prüfsystem ist für die industrielle Fertigung eine gute Möglichkeit zur Reduktion unnötiger Kosten bei einer Rückrufaktion. Gleichzeitig hilft sie dabei, Image schäden vorzubeugen. So lässt sich einfach und sicher eine optimale Rückverfolgbarkeit gewährleisten. www.panasonic-electric-works.de

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