Prüfung von Dehnzellen

Leitfaden zur Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung
(Fraunhofer Vision Leitfaden-Reihe Band 16)

Beitrag 17: Prüfung von Dehnzellen

Autor: Mark Maasland, Fraunhofer ITWM

 

 

Beschreibung einer Dehnzelle als Polarkoordinaten
© Fraunhofer ITWM
Erzeugung des Eingabebilds als Ergebnis der Messwerte der Zeilenkamera

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An Massenprodukte für die Automobilindustrie werden immer höhere Qualitätsanforderungen gestellt. Dies betrifft insbesondere sicherheitsrelevante Bauteile, wie feinmechanische Dehnzellen, deren wesentliche Komponenten aus Metallcoils tiefgezogen werden. Diese Dehnzellen werden in Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen verbaut und bestehen aus Ober- und Unterschale, die miteinander verschweißt werden. Die Oberschale hat einen Durchmesser von 16 mm, die Unterschale ist geringfügig kleiner, sodass die Komponenten genau aufeinander passen.

Bei der Herstellung der Dehnzellen können produktionsbedingt auf den noch ungehärteten und unverschweißten Komponenten Oberflächenfehler, insbesondere Schlagstellen, entstehen. Eine frühzeitige Erkennung dieser Fehler ist zwingend notwendig, um die Dichtigkeit der Komponenten im verbauten Zustand zu gewährleisten. Deshalb müssen Schlagstellen ab einer Länge von ca. 0,3 mm auf definierten Bereichen der Dehnzellen sicher detektiert werden können. Eine manuelle Prüfung aller Bauteile ist aufgrund des hohen Durchsatzes nicht realisierbar, es könnten höchstens stichprobenartige Prüfungen durchgeführt werden. Um im Dauerbetrieb bei einer Produktion von mehr als 20 Teilen pro Minute eine 100-Prozent-Prüfung gewährleisten zu können, ist ein automatisiertes Verfahren unumgänglich.

Die Dehnzellen stellen an eine automatisierte Prüfung allerdings zwei besondere Anforderungen. Einerseits handelt es sich bei den Bauteilen um Freiformteile, die deshalb keine ebene Oberfläche mit definierten Bedingungen bieten. Andererseits erfordert die Prüfung der Dehnzellen eine besonders hohe optische Auflösung. Dadurch verringert sich der Tiefenschärfebereich ganz erheblich und Oberflächenrauigkeiten des Grundmaterials treten in den Vordergrund. Daher muss ein Kompromiss zwischen Tiefenschärfe und gewünschter Auflösung gefunden werden. Für eine prozessstabile Prüfung ist eine exakte Handhabung, speziell im Hinblick auf die Bauteilaufnahme und die Drehbewegung des Bauteils, zwingend erforderlich. Die Prüfzeit pro Bauteil muss deutlich unter drei Sekunden bleiben.

 

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