Vollautomatisierte Crimp-Überwachung für Spindelantriebe
Aktuelle Situation:
Die ordnungsgemäße Überwachung von Crimp Verbindungen kann die Qualität und Zuverlässigkeit von Spindelantrieben in Fahrzeugen erheblich verbessern.
Elektrische Heckklappensysteme öffnen und schließen den Kofferraumdeckel automatisch mithilfe eines elektrischen Spindelantriebs. Ursprünglich ausschließlich in Luxus- und Oberklassefahrzeugen verbaut, werden diese Antriebe nun aufgrund steigender Nachfrage nach höherem Komfort auch in Mittel- und Kleinwagen eingesetzt.
Die elektrischen Spindelantriebe im Kofferraum eines Fahrzeugs werden so konstruiert, dass ihr Metallgehäuse vercrimpt wird. Crimpen ist eine Technik, bei der zwei oder mehr Teile formschlüssig verbunden werden, ohne dass sie gelötet oder geschweißt werden müssen. Dabei wird das Material gebogen oder umgeformt. Die Spindeln verfügen über spezifische Crimpmuster, und die Qualität dieser Crimpst ist von entscheidender Bedeutung.”
Die Crimp Verbindungen an den Spindelachsen im Kofferraum eines Fahrzeugs erfüllen mehrere wichtige Funktionen:
- Zuverlässige Verbindung: Crimpungen helfen, Komponenten sicher zu befestigen und gewährleisten eine starke und stabile Verbindung. Dies ist besonders wichtig in der Automobilindustrie, wo es viele Vibrationen und Bewegungen gibt.
- Langlebigkeit: Ordnungsgemäß gecrimpte Verbindungen halten lange und widerstehen den rauen Bedingungen im Kofferraum von Fahrzeugen, wie Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit.
Problem: Manuelle Messung
Wenn Bediener mechanische Taster oder Spezialwerkzeuge verwenden, um Crimptiefen, Spindeldurchmesser oder Crimppositionen zu messen, birgt dies diverse Herausforderungen:
- Menschliche Fehler: Manuelle Messungen sind anfällig für Fehler. Bediener können während der Messung unterschiedliche Kräfte auf den Messschieber ausüben, die Skala falsch ablesen oder den Messschieber falsch positionieren, was zu ungenauen Messungen führt.
- Konsistenz: Unterschiedliche Bediener können denselben Crimp unterschiedlich messen, was zu inkonsistenten Ergebnissen und Qualitätskontrollproblemen führen kann.
- Effizienz: Manuelle Messungen können zeitaufwendig sein, insbesondere bei großen Stückzahlen, was den Produktionsprozess verlangsamen kann.
- Präzision: Messschieber sind möglicherweise nicht das genaueste Werkzeug zur Messung von Crimptiefen und -größen, insbesondere bei sehr kleinen oder komplexen Crimps.
Neuer Lösungsansatz von QuellTech: 3D-Laserscanner-Inspektion von Crimps
QuellTech präsentiert einen innovativen Lösungsansatz: Die Inspektion von Crimps mittels 3D-Laserscannern. Eine hochentwickelte Vorrichtung wurde konzipiert, um die Rotation des Scanners um das gefertigte Bauteil zu erleichtern. Der Scanner vollführt eine präzise 360-Grad-Drehung um das Bauteil, erfasst dabei Datenpunkte und generiert eine detaillierte 3D-Punktwolke. Dank ihres flexiblen Montagefeldes kann diese Vorrichtung eine Vielzahl von Bauteilen erfassen.”
Nach Abschluss des Montageprozesses werden die Spezifikationen für jede Variante über eine PC-basierte Steuerung an die QuellTech-Software übertragen, da die Toleranzen und Nennwerte zwischen den Varianten variieren können. Über eine benutzerfreundliches Frontend kann der Anwender diese Werte bei Bedarf anpassen.
Die Ergebnisse des Scans sowie der Status “bestanden/nicht bestanden” werden unmittelbar auf dem Display visualisiert und für spätere Analysen dokumentiert. Bei diesem Einsatz eines Lasersensors wurde eine blaue Laserdiode gewählt, da sie eine minimale Rauschentwicklung und eine präzise Linienführung ermöglicht. Die Toleranzwerte für zu prüfende Merkmale liegen zwischen 0,050 mm und 0,150 mm, und hohe Anforderungen an die Wiederholbarkeit werden erfüllt.
Um den Bauteileinfluss des Prüflings bei der Messung auszuschließen, rotiert der Scanner während der Messung um mehr als 360° um das Prüfteil. Dies gewährleistet, dass die Zentren der Bauteile bei jedem Scan korrekt ausgerichtet sind. Darüber hinaus wurden spezielle Algorithmen für verschiedene Bauteile entwickelt, um deren individuelle Formen, Verteilung, Lage und Größe der Crimpungen zu berücksichtigen. Die geforderten Messmittelfähigkeiten werden mit DAkkS-kalibrierten Nullmeistern für jedes Prüfmerkmal ermittelt und nachgewiesen. In festgelegten Zeitintervallen mit dem Nullmeister die Messmittelfähigkeit überprüft.
Vorteile der QuellTech-Lösung für Crimpungen
Die 3D-Laserscanner-Inspektion von Crimpungen hat mehrere Vorteile:
- Präzision: Laserscanner können mit einem hohen Maß an Präzision messen
- Produktivität: Laserscanner können alle Crimpungen einer Spindel viel schneller prüfen als ein menschlicher Bediener, was die Produktivität des Produktionsprozesses verbessert.
- Verlässlichkeit: Laserscanner liefern zuverlässige Messungen und eliminieren die Schwankungen, die bei unterschiedlichen Bedienern auftreten können.
- Zerstörungsfrei: Laserscanner sind zerstörungsfreie Messwerkzeuge, d. h. sie können zerbrechliche oder weiche Materialien messen, ohne Schaden anzurichten.
- Datenerfassung: Laserscanner können für jede Messung detaillierte Daten erzeugen, die für die weitere Auswertung und Qualitätskontrolle verwendet werden können.
- Niedrigere Arbeitskosten: Nach einer Anfangsinvestition können mittelfristig die Prüfkosten gesenkt werden.
- Fähigkeit zur Messung komplexer Formen: Laserscanner können komplexe Formen und Geometrien messen, die manuell nur schwer zu erfassen wären. Die Entwicklung von Spezialmeßzeugen für jede Variante könnte ebenfalls teuer sein.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die 3D-Laserscanner-Inspektion eine präzise, effiziente und sichere Alternative zur manuellen Prüfung von Crimpungen darstellt.
Diese Crimplösung mit QuellTech Laser Sensorik, wurde zusammen realisiert und implementiert mit unserem geschätzten langjährigen Integrationspartner:
Kraus Automatisierungstechnik GmbH
SPIE KAT
Ottostrasse 4
D-97437 Haßfurt
Ansprechpartner: Stefan Besendorf
Telefon: 09521-618133
kat-gmbh.de
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