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Produktetrend Qualität in der Linie prüfen

| Autor: Simone Käfer

Schneller und fehlerfreier soll produziert werden, gleichzeitig auch günstiger. Ein erster Schritt, um den Ausschuss zu minimieren, ist die Inlineprüfung. Drei Systeme dafür stellen wir vor: eine streuungsarme Messbank, ein Roboter-bestücktes System und eines, das ganze Teilefamilien prüft.

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Mit der Messbank BLM 3860 von Atlas Copco Tools prüft ein Techniker die Genauigkeit der Schrauber und Schraubspindeln direkt an der Montagelinie.
Mit der Messbank BLM 3860 von Atlas Copco Tools prüft ein Techniker die Genauigkeit der Schrauber und Schraubspindeln direkt an der Montagelinie.
(Bild: Atlas Copco Tools)

Die Qualitätskontrolle war lange Zeit das Sorgenkind der Automobilindustrie, kein Verfahren wollte den Ansprüchen genügen. Denn für Funktion, Lebensdauer und Sicherheit des Fahrzeugs sowie der Insassen darf es nur das Beste sein, was die Anforderungen an das Qualitätsmanagement in die Höhe treibt. Unser Produkttester der Woche ist Gottfried Kranz. Er ist beim Automobilzulieferer Takata für die elektronischen Kalibriersysteme verantwortlich.

Radio, Telefon und Gangschaltung bedienen und nebenbei auch noch hupen und lenken kann man heutzutage mit einem Lenkrad. Zahlreiche Funktionsschalter und Taster machen die Herstellung von Lenkrädern wesentlich komplexer, die absoluten Toleranzen in der Schraubmontage werden immer geringer. Genauigkeit ist gefragt. Dazu braucht es das richtige Prüfsystem. Jedes Schraubwerkzeug muss pro Jahr 1 bis 2 Mio. Schrauben oder Muttern anziehen. Um sicherzustellen, dass die Werkzeuge die hohen Genauigkeitsansprüche erfüllen, werden sie regelmäßig überprüft und gegebenenfalls neu justiert. Mit den selbstgebauten Schraubfallsimulatoren dauerte das bisher pro Werkzeug rund anderthalb Stunden.

Mit der schmalen Messbank von Atlas Copco können Techniker auch in einem engen Montage-Karree gut von Station zu Station navigieren.
Mit der schmalen Messbank von Atlas Copco können Techniker auch in einem engen Montage-Karree gut von Station zu Station navigieren.

Streuungsarme Messbank

Zeit gewonnen hat Takata schließlich mit einer hydraulischen Messbank des Typs BLM 3860 von Atlas Copco Tools. In rund zwei Stunden sind alle Schraubspindeln einer Linie gegengemessen. Die Bank ist mit zwei hydraulischen Messzellen ausgestattet, die Drehmomente bis 2 und bis 10 Nm abdecken. Für seine Prüfgänge schiebt Kranz die Messbank direkt an die jeweiligen Stationen und schließt sein Laptop an, auf dem die QS-Loop von Atlas Copco installiert ist. Er lobt vor allem, wie streuungsarm die Messbank arbeitet. Auch Maschinenfähigkeitsuntersuchungen (MFU) werden mit der neuen Messbank durchgeführt. Predictive-Mainte­nance-­Aufgaben erfüllt die Messmaschine ebenfalls.

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Anwenderblick
Drei Fragen an den Anwender

„Wir benötigen pro Spindel und Programm nur noch fünf bis zehn Minuten”, freut sich Gottfried Kranz, Verantwortlicher für die elektronischen Kalibriersysteme bei Takata.
„Wir benötigen pro Spindel und Programm nur noch fünf bis zehn Minuten”, freut sich Gottfried Kranz, Verantwortlicher für die elektronischen Kalibriersysteme bei Takata.
( Bild: Atlas Copco Tools )

Gottfried Kranz ist in den Takata-Werken in Aschaffenburg für die elektronischen Kalibriersysteme verantwortlich. Hier erzählt er, warum Takata sich für das BLM 3860 von Atlas Copco Tools entschieden hat.

Welche Kriterien waren für Sie bei der Wahl des Messsystems wichtig?

Wir waren uns einig, dass wir auch die Messunsicherheiten so weit wie möglich reduzieren wollten. Wir brauchten daher ein genaueres System als das bis dahin verwendete. Jedes Schraubsystem arbeitet bei uns im Schnitt mit ein bis drei Programmen. Und Endkunden fordern, dass wir die Systeme auf jedes einzelne Programm hin prüfen. Das kostet enorm viel Zeit, denn während der 25 oder 50 statistischen Messungen außerhalb der Station fehlt die Spindel im Takt.

Wie hat sich die Situation durch das System von Atlas Copco verbessert?

Damit benötigen wir pro Spindel und Programm – samt Aus- und Wiedereinbau in die Station – nur fünf bis zehn Minuten. Dass die Messbank streuungsarm arbeitet, ist für unsere Prüfmittel-Fähigkeitsnachweise im Rahmen der Messsystemanalysen sehr gut!

Sie haben angegeben, es komme Ihnen entgegen, dass die Messbank so schmal konstruiert ist.

Ja, das ist für uns sehr gut, weil mehrere unserer Montagelinien in engen Karrees angeordnet sind. Mit der Bank kann ich gut zwischen den Stationen navigieren. Außerdem sind die Abweichungen einzelner Werkzeuge anhand der grafischen Darstellung der QS-Loop-Software hervorragend zu erkennen. Auch wenn sich im Prozess etwas ändert, so kann ich mit der Bank den Schrauber in wenigen Minuten prüfen und herausfinden, was passiert ist: ob es am Werkzeug liegt, an den Schrauben oder anderen Einflüssen.

Das Prüfsystem Proline-Custom von Vogt Ultrasonics: Auf der linken Seite die Trocknungseinheit; rechts das Ultraschalltauchbecken mit drei Prüfköpfen.
Das Prüfsystem Proline-Custom von Vogt Ultrasonics: Auf der linken Seite die Trocknungseinheit; rechts das Ultraschalltauchbecken mit drei Prüfköpfen.
(Bild: Vogt Ultrasonic)

Ultraschallprüfung mit Roboter

Auch Vogt Ultrasonics hat für einen
Zulieferer der Automobilindustrie ein Inline-Prüfgerät umgesetzt. Die vollautomatisierte Ultraschallprüflösung untersucht Schweißnähte an Lamellenträgern eines Getriebes für Dieselmotoren. Das von einem Roboter bestückte Proline-Custom-Ultraschallprüfsystem wurde direkt in den Produktionsprozess integriert. Eine Null-Fehler-Strategie minimiere das Fehlerrestrisiko durch die automatisierte Prüfergebnisauswertung. Das System mit den Abmessungen 2,2 m × 1,4 m × 1,1 m prüft die Schweißnaht der Lamellenträger im Tauchtechnik-Verfahren. In dem Tauchbecken befinden sich drei an verstellbaren Haltern montierte Prüfköpfe. Jeder Prüfkopf bedient einen anderen in der Proline-Plus Prüfsoftware zugewiesenen Bauteiltyp. Dadurch sollen Rüstzeiten ausgeschlossen werden. Die Prüfergebniskommunikation mit dem übergeordneten Kundensystem erfolgt via Profinet-Schnittstelle.

Bei der Bore-Inspection von MS3D wird eine konfokale Messsonde in das Bohrloch eingeführt, das während der drehenden Abwärtsbewegung simultan vermessen wird.
Bei der Bore-Inspection von MS3D wird eine konfokale Messsonde in das Bohrloch eingeführt, das während der drehenden Abwärtsbewegung simultan vermessen wird.
(Bild: MS3D)

Ganze Teilefamilien prüfen

Mesure-Systems-3D (MS3D) hat ein Verfahren zur Inline-Prüfung entwickelt, mit dem es mehrere Maschinen ausstattet: Laserstrahlen werden auf die Oberfläche gerichtet und die Lichtpunkte mithilfe einer Kamera digitalisiert. Mittels Triangulation wird anschließend die Innenwinkelsumme ermittelt, um darüber den Abstand zu bestimmen. In einem Prüfgerät verbaut MS3D mehrere dieser Sensoren, so können ganze Teilefamilien auf ihre Form sowie die innere und äußere Geometrie hin überprüft werden. Sind mehrere Sensoren in Reihe geschaltet, lassen sich verschiedene Abstände messen und es ergibt sich eine Linie von Punkten, aus denen ein Konturprofil erstellt werden kann. Bewegt man die Teile, wird die komplette Oberfläche digitalisiert, was eine zuverlässige Analyse von Form- und Oberflächendefekten erlaubt. Beispielsweise lässt sich durch das Bore-Inspection-Prüfsystem die Innengeometrie hohler Teile kontrollieren. Es misst im Inneren von topf- oder rohrförmigen Teilen auf 1 µm genau.

Sie haben kürzlich auch ein neues Produkt in Ihr Unternehmen eingeführt oder einen Service getestet und möchten Ihre Erfahrungen teilen? Dann werden Sie unser Produkttester der Woche. Schreiben Sie an: simone.kaefer@vogel.de

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Über den Autor

 Simone Käfer

Simone Käfer

Redakteurin für Additive Fertigung und Werkstoffe