Qualitätskontrolle

Andreas Mühlbauer,

Lackierte Teile automatisch prüfen

Mit kamerabasierten Systemen lassen sich Fehler in der Lackierung von Automobilteilen zuverlässig erkennen und markieren. Die In-Line-Prüfung steigert die Produktivität und reduziert Kosten sowie Reklamationen.

Vollautomatische Inspektion lackierter Oberflächen mit dem Paintscan-Compact-Sensor. © Isra Vision

Die Fehlerkontrolle auf lackierten Oberflächen von Bauteilen wird bei vielen Autoherstellern und deren Tier-1-Zulieferern als manuelle Sichtkontrolle durch geübte Mitarbeiter durchgeführt. Das kritische Augenmaß als Qualitätssicherung bleibt allerdings auch bei langer Erfahrung und Schulung sehr subjektiv und liefert schwankende Ergebnisse hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Quantifizierbarkeit. Die Einflussgrößen auf die Qualität der manuellen Prüfung lackierter Oberflächen reichen von der persönlichen Qualitätsauffassung über Ermessensspielräume bis zur individuellen Tagesform. Übersehene Fehler verursachen jedoch Störungen im Fertigungsablauf und sind damit ein hoher Kosten- und Risikofaktor.

Mit hocheffizienten, automatisierten Inspektionslösungen für die Qualitätssicherung lassen sich Kosten senken und die Qualität der Lackierprozesse steigern. Ein robotergeführtes Inspektionssystem ermöglicht eine objektive und konsistente Evaluierung der Lack-oberflächenqualität. Der Roboter gewährleistet das exakte Abfahren des Sensors über die Konturen der zu prüfenden Oberflächen. Eine extrem wichtige Aufgabe, die die menschliche Auge-Hand-Koordination mit dieser kontinuierlichen Präzision und Zuverlässigkeit nicht dauerhaft bewältigen kann.

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Diese intelligenten Systeme für die Lackinspektion lassen sich direkt in die Fertigungslinien integrieren und prüfen dort die Oberflächen vom lackierten Einzelteil bis hin zur kompletten Karosse. Fehler im Lackierprozess lassen sich durch die automatisierten Inspektionssysteme erheblich früher erkennen und beheben. Eine präzise Markierung der Reparaturstellen unterstützt zudem die manuelle Nacharbeit. Die exakte Kenntnis der Defektorte ermöglicht ebenfalls eine automatisierte robotergestützte Reparatur. Die automatisierte Lackreparatur kombiniert optische Inspektion, Schleifen und Polieren und ermöglicht damit einen effizienten Prozessablauf mit einem hohen Einsparpotenzial.

Die Detektion von Oberflächenfehlern ist insbesondere bei variantenreichen und komplex geformten Autoteilen eine technisch anspruchsvolle Herausforderung, die nur mit Know-how aus der Oberflächeninspektion und Robotik zu lösen ist. Der Anbieter von Inspektionssystemen Isra Vision hat auf Grundlage seiner jahrzehntelangen Erfahrung sein Inspektionssystem Car Paint Vision (CPV), das standardmäßig für die Inspektion der vollständigen Karosse eingesetzt wird, weiterentwickelt. Mit einem neuen Konzept für die automatisierte Inspektion von lackierten Teilen lassen sich auch Exterieur-Komponenten, zum Beispiel Front- und Heckstoßfänger, zuverlässig auf Fehler inspizieren.

Das neu entwickelte, vollautomatische System mit Paintscan-Compact-Sensoren prüft mithilfe von Industrierobotern inline die lackierte Oberfläche auch von großen Komponenten und hält dabei mit dem Produktionstempo Schritt. Bei dem skalierbaren und hochflexiblen System werden ein bis vier Roboter mit Paintscan-Compact-Sensoren ausgestattet. Das mit einer Hochleistungs-Multi-Mode-LED-Linie arbeitende System erreicht eine Fehlererkennung von ≥0,15 mm. Jeder Defekt wird mit 200 Hz per Oversampling mehrmals erfasst beziehungsweise inspiziert und mehrdimensional klassifiziert. Die Fehlererkennungsrate bei topografischen und nicht-topografischen Defekten liegt typischerweise bei über 98,5 Prozent. Dabei erfolgt die Datenverarbeitung im Prozesstakt, und Fehlerinformationen stehen umgehend zur Verfügung. Die Analyse der gesammelten Inspektionsdaten ermöglicht eine nachhaltige und kontinuierliche Produk-tionsoptimierung.

Zuverlässige Qualitätskontrolle bei lackierten Einzelteilen

Die Multi-Mode-LED-Line-Technologie des Paintscan-Compact-Sensors ermöglicht durch modernste Sensortechnik und Präzisionsoptik eine flächige Qualitätskontrolle und eine zuverlässige und genaue Erkennung sowie Klassifikation von relevanten topographischen Lackierfehlern wie Einschlüssen, Kratern, Kratzern. Die präzise Inspektion ist auch bei eng gestapelten Teilen wie Stoßfängern, Abdeckpanels und Spoilern möglich. Paintscan Compact vereint die Stärken der Robotik und Oberflächeninspektion: Sowohl topographische Defekte als auch nicht-topographische Fehler lassen sich detektieren. Die erkannten Fehler werden optional in einer nachgelagerten Station automatisiert für die Nacharbeit markiert. Besonders praktisch sind dabei die Support-Optionen für die Nacharbeit wie eine automatische Spray-Dot-Robotermarkierung und eine Lasermarkierungsschnittstelle für Nacharbeiten.

Die neue Lösung für die Lackinspektion kombiniert eine leistungsstarke Klassifizierungspipeline, die die Art und die Relevanz der erkannten Fehler definiert. Während der Inspektion wird die Klassifizierungspipeline genutzt, um prozessrelevante Qualitätsdaten zu erzeugen. Beispielsweise werden Krater von anderen Fehlerarten unterschieden, was an stets ähnlichen Orten auf dem lackierten Teil auf Prozessprobleme hindeuten könnte. Es besteht auch die Möglichkeit, spezifische Toleranzen pro Zone (Haube, Dach etc.) einzustellen. Ein Beispiel wären Defekte an Primärflächen, die sich im direkten Sicht- und Aufmerksamkeitsfeld des Endkunden befinden oder Fehler auf Nebenflächen mit hoher bis mittlerer Priorität sowie Fehler bei Teilen, die hauptsächlich außerhalb des Sichtfelds des Endkunden liegen.

Alle vom Inspektionssystem gewonnenen Daten fließen in eine Lackfehlerdatenbank, sodass sich der Produktionsprozess weiter verbessern lässt. Statistische Daten lassen sich mit der individualisierten Enterprise PROduction-Management-Intelligence-Lösung (EPROMI) auf entsprechenden Dashboards anzeigen. Produktionsspezifische Auswertungen stehen auch per PDF-Report zur Verfügung.

Verbesserte Lackinspektion für höhere Qualitätsstandards

Die automatisierte Qualitätsinspektion zur Erkennung von Oberflächenfehlern auf lackierten Anbauteilen stellt eine gleichbleibend hohe Qualität in der Produktion mit zuverlässigen, exakt definierbaren Ergebnissen sicher. Fehler im Lackierprozess lassen sich mit den Paintscan-Compact-Sensoren früher erkennen und beheben. Teure manuelle Nacharbeiten zum Entfernen der Defekte werden so drastisch reduziert und gleichzeitig die Produktqualität erhöht und konsistent gesichert.

Die Qualitätserwartungen der unter Kostendruck stehenden Automobilindustrie und der anspruchsvollen Endkunden werden immer höher. Nur mit hocheffizienten, automatisierten Inspektionslösungen lässt sich höchste Qualität zu vertretbaren Kosten erreichen. Eine Nachrüstung des Oberflächeninspektionssystems von Isra ist jederzeit möglich. Die Anwender profitieren von den umfangreichen Inspektionsergebnissen, anhand derer sich Produkte und Produktionsabläufe systematisch verbessern lassen.

Oberflächenfehler beim Lack lassen sich am fertigen Produkt nachträglich nur mit erheblichem Aufwand beseitigen. Diese hohen Qualitätsfolgekosten können die Wirtschaftlichkeit der Produktion stark beeinflussen. Der Einsatz einer automatischen Oberflächeninspektion zur Fehlerdetektion macht sich schnell bezahlt: Sie bietet den Vorteil, dass Oberflächen wirtschaftlich geprüft und Fehler nach reproduzierbaren Vorgaben gefunden werden. Die Mitarbeiter können sich auf das Beseitigen der Fehler und deren Quellen konzentrieren.

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