Projekte

3DInline

Berührungslose hochauflösende 3D Inline-Produktionsüberwachung zur Bauteilkontrolle an Oberflächen (3DInline)

Programm: KMU-innovativ: Produktionsforschung
Bekanntmachung: KMU innovativ (ab 2016)
Wettbewerb: 01. Runde, Stichtag 15.10.2015

Kurzbeschreibung:
Das Forschungsprojekt 3DInline verfolgt das Ziel, im Inlineverfahren berührungslos bewegte Oberflächen hochauflösend dreidimensional prüfen und bewerten zu können. Inline bedeutet, die Prüfeinheit wird als Portal über ein Förderband gebaut. Das Prüfstück durchfährt dabei dieses Portal. Fehlerhafte Werkstücke werden so erkannt und aus dem Produktionsprozess ausgesondert. Der Fertigungsablauf wird während der Messung und Auswertung der Oberflächendaten nicht verlangsamt oder unterbrochen. Mit diesem Prüfverfahren sollen sowohl kleinste Fehlstellen und Unebenheiten im Bereich von wenigen Mikrometern als auch große Flächendefekte erkannt, ausgewertet und gekennzeichnet werden

Projektdauer: 01.04.2016 − 31.03.2018

Projektkoordinator:
Falk Schlund
SHS Technologies GmbH
Telefon: +49 371 33717884
E-Mail: f.schlund@shs-tech.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Michael Petzold
Telefon: +49 721 608-31469
E-Mail: michael.petzold@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemlage
Automatisierte Fertigungen basieren auf einem großen Durchsatz gleichförmiger Teile, die in einer Vielzahl von Fertigungsschritten zum Endprodukt geführt werden. Die hohen Geschwindigkeiten des Produktionsprozesses sowie großflächig zu prüfende Oberflächenbereiche verhindern oftmals eine qualitätsgerechte Tiefenprüfung. Besonders bei ausgedehnten Materialoberflächen können dadurch Fehler über mehrere Produktionsschritte unbemerkt mitgeführt werden, bevor sie teilweise erst im fertigen Produkt zutage treten. Das dadurch unbrauchbare Teil hat damit viele unnötige Fertigungsschritte durchlaufen, der Aufwand zur Fehlerbeseitigung ist enorm und hat entscheidenden Einfluss auf Qualität, Materialverbrauch und Fertigungskosten. Hersteller aus den Bereichen Automobil-, Haushaltgeräte-, Gehäuse- und Gerätebau suchen daher Messtechnik, die zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt der Produktion Oberflächen ohne Störung des Fertigungsablaufes lückenlos prüfen und bewerten kann.

Projektziel
Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung eines Messverfahrens und dem Aufbau einer Demonstratoranlage zur Fertigungskontrolle von 3D Oberflächendefekten im Inlineverfahren an schnell bewegten Objekten. Dabei sollen Bauteiloberflächen in fertigungstypischen Durchlaufgeschwindigkeiten von bis zu 1m/s im Inlineverfahren flächenhaft auf Mikrodefekte mit einer minimalen Größe von 25 µm und Flächen von maximal 1.600mm x 1.400mm Größe untersucht, erkannt und ausgewertet werden.

Vorgehensweise
Der zu entwickelnde Lösungsansatz sieht vor, mittels eingekoppelter Infrarotstrahlung und entsprechender hochauflösender Kamerasysteme die Oberflächen zu scannen und die gewonnenen Informationen durch zu erarbeitende Auswertealgorithmen zu bewerten. Mittels eines zu entwickelnden Transportsystems werden die bewertenden Objekte in definierter Lage und Geschwindigkeit unter der Sensoranordnung hindurchgeführt. Die Auswerteeinheit, ein zentrales Rechnersystem, welches das Herzstück der Anlage darstellt, soll die Informationen der Infrarotkameras verarbeiten, diese in dreidimensionale Bilder umsetzen und nach entsprechend zu entwickelnden Algorithmen bewerten.

Anwendungspotenzial und erwartete Ergebnisse
Mit Einführung des neuen 3DInline Prüfsystems wird ein deutlicher Fortschritt bei der Qualitätssicherung von Materialoberflächen erreicht. Durch frühzeitiges Erkennen wird die Fehlerproduktion stark reduziert und damit material- und zeiteffizienter gefertigt. Das in Modulbauweise konzipierte Demonstratorsystem soll die Basis schaffen, um nach Projektende leistungsdifferenzierte und preislich abgestufte Systeme für unterschiedlichste Anwender anzubieten.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
info@ptka.kit.edu
Außenstelle Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Außenstelle Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu