Ausgabe Juli 2002


Laservermessung von Zugfedern

Einleitung

Mit zunehmender Verbreitung von ISO-9000 ist ein steigendes Qualitätsbewußtsein in den Betrieben feststellbar. Besonders große und mittlere Unternehmen haben ihre Mitarbeiter auf qualitätsbewußtes Handeln getrimmt. Des führt dazu, daß immer neue Spezifikation erdacht werden, welche letztlich von den Zulieferern eingefordert werden. In Kleinbetreiben ist das Qualitätsdenken eher pragmatisch bestimmt. Man war schon immer um gute Qualität bemüht; lange bevor es TQM-Systeme gab, konnten sich Kleinbetriebe nur mit hoher Qualität im Wettbewerb behaupten. Nicht von ungefähr sucht die Großindustrie Ihre Zulieferer aus den Reihen der Kleinbetriebe und stellt die Teile nicht etwa selbst her.

Der zunehmende Rationalisierungsgrad bedingt vollautomatische Prozesse. Durch permanente Überwachung der Prozessparameter und sofortigen Eingriff bei Abweichungen konnte man die Ausschussquote bei der Federherstellung auf weit unter 1 Promille senken. Diese Art der Qualitätskontrolle garantiert einen hohen Standard jedoch keine 100% fehlerfreie Ware. Benötigt der Kunde 100% fehlerfreie Ware müssen alle Teile geprüft werden. Dem Menschen kann dies bei hohen Stückzahlen nicht zugemutet werden, abgesehen davon arbeitet auch kein Mensch völlig fehlerfrei. Es müssen daher neue Wege beschritten werden.

Anforderungen

Benötigt wird ein automatisches Überwachungssystem für alle auf einer Maschine produzierten Federn wobei alle Teile, welche außerhalb der vorgegebenen Spezifikation liegen, maschinell aussortiert werden müssen. Der Vorgang soll zudem protokolliert werden. Um die Produktion nicht zu blockieren darf quasi keine Zeit zur Kontrolle und Bewertung aufgewendet werden.

Realisierung

Aus der Praxis weiß man, dass die Federeigenschaften in der Regel dann in Ordnung ist wenn die Federlänge stimmt. Bisher nicht feststellbar war der Öffnungswinkel der Öse, welcher aber für die später Verarbeitbarkeit essentiell ist. Es musste daher ein Verfahren entwickelt werden, welches Federlänge und Öffnungswinkel in Echtzeit ermittelt. Im folgenden ist der Messteil (geöffnet zu sehen). Die Prüflingen werden dazu mittels eines linear geführten Greifers auf in die 1. Position der Drehscheibe gesteckt. In der zweiten Position wird der Prüfling ausgerichtet, in der 3. Position vermessen und in der 4. wieder ausgeworfen. Der Prüfling wird mittels Laserstrahl vermessen. Dazu tastet ein paralleles Laserstrahlbündel die Feder exakt an den Kanten ab und berechnet den Abstand zwischen den Kanten mit einer Genauigkeit von 1 µm. Es wird mehrfach gemessen, trotzdem dauert der gesamte Vorgang nur 50 ms. Messungen mit Bildkameras dauern ein bis 2 Zehnerpotenzen länger bei geringer Genauigkeit. Das Lasermessverfahren ist eindeutig schneller und genauer.

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