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O+P Fluidtechnik 11-12/2019

O+P Fluidtechnik 11-12/2019

QUALITÄTSSICHERUNG NEUE

QUALITÄTSSICHERUNG NEUE MASSSTÄBE BEI DER QUALITÄTSPRÜFUNG GESETZT PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Beim Qualitätscheck sehr kleiner Bauteile ist Freudenberg Sealing Technologies ein großer Wurf gelungen: Und zwar mit einer neuen Anlage zur automatischen Sichtkontrolle. Das System kombiniert eine Technologie für die optische Prüfung mit Automatisierung und den Vorteilen der additiven Fertigung. Die neue Inspektionseinheit aus dem Hause Freudenberg ist gerade einmal so groß wie eine haushaltsübliche Mikrowelle. Sie prüft pro Sekunde vier Schlauchfedern mit einem Durchmesser von sechs bis zwölf Millimeter auf Fehler wie Knicke, Lücken, abweichende Durchmesser und mangelhaft geschlossene Enden. Die Maschine sortiert automatisch defekte Teile aus einer typischen Charge von 10 000 Federn aus und verpackt und etikettiert den Rest für den Versand. Eine einzelne Feder kostet nur wenige Cent. Dennoch hat die erste Inspektionseinheit im Freudenberg-Werk in Bristol, USA, bereits zur Kostensenkung beigetragen: Die Ausschussquote ging ebenso zurück wie Abweichungen beim Prüfprozess und die Produktionszeit. Für die Mitarbeiter haben sich die Arbeitsbedingungen merklich verbessert. Bevor die Inspektionseinheit installiert wurde, mussten die Werker tausende der winzigen Federn auf dem Leucht- 34 O+P Fluidtechnik 11-12/2019

QUALITÄTSSICHERUNG Die neue Inline-Federinspektionseinheit musste klein und kompakt sein, um unter die Produktionsmaschinen zu passen POINTIERT OPTISCHE PRÜFUNG, AUTOMATISIERUNG, ADDITIVE FERTIGUNG WERDEN KOMBINIERT INSPEKTIONSEINHEIT PRÜFT VIER SCHLAUCHFEDERN PRO SEKUNDE SYSTEM STOPPT FERTIGUNG BEI ZU HOHER FEHLERQUOTE tisch mithilfe einer Lupe visuell prüfen. Stellten sie dabei eine bestimmte Anzahl von fehlerhaften Teilen in einem Fertigungslos fest, musste die gesamte Charge verschrottet werden. FEHLERBEHEBUNG SO SCHNELL WIE IHRE ERKENNUNG Während die Inspektionseinheit Fehler identifiziert und analysiert, meldet die zugehörige Software diese Informationen direkt an die Fertigungsmaschine zurück. Werden zu viele Fehler erkannt, stoppt das Prüfsystem die Fertigung automatisch, sodass die Maschinenparameter korrigiert und mögliche weitere Probleme behoben werden können. „Die Behebung der Fehler läuft im Grunde genommen genauso schnell wie ihre Erkennung“, sagt Robert Scavuzzo, Vice President Global Advanced Manufacturing Technology bei Freudenberg Sealing Technologies. Auf diese Weise lässt sich die Herstellung defekter Federn von vornherein fast ausschließen. „Mit den Prüfungen wird man niemals die Qualität eines Bauteils steigern können“, so Scavuzzo weiter. „Stattdessen muss man Fehler von vornherein vermeiden. Unser neues System macht das möglich.” INTEGRIERTE DATENERFASSUNG Gleichzeitig mit den Inspektionseinheiten entwickelte Freudenberg ein Dashboard zur Erfassung der Daten. Der Bediener kann auf einem Bildschirm sehen, welche Maschinen korrekt funktionieren und wo Anpassungen notwendig sind. Herzstück ist das von Freudenberg Sealing Technologies selbstentwickelte flexible Bildverarbeitungssystem. Es untersucht ein Bauteil mit einer Reihe von Algorithmen in weniger als 50 Millisekunden auf Fehler. Die neue automatische Sichtkontrolle (ASK) prüft acht verschiedene Maß- und Oberflächenfehler. „Es waren jedoch noch weitere technologische Neuerungen erforderlich, um vom Konzept zum operativen Design zu gelangen“, erläutert Scott Sulhan, Senior Engineer mit Spezialgebiet Robotik und Maschinenbau bei Freudenberg Sealing Technologies. Bei der Prototyp-Entwicklung musste Sulhan eine umfangreiche Anforderungsliste aus der Fertigung abarbeiten. So sollte die Inspektionseinheit klein und kompakt sein, damit sie unter die Produktionsmaschinen passt. Außerdem musste sie netzwerkfähig sein, damit Bediener das System sowohl auf einem großen Bildschirm an der Anlage als auch auf ihrem Smartphone überwachen können. Ebenso sollte das elektronische Dashboard integriert werden, mit dem sich Statistiken und Daten anzeigen lassen. Nicht zuletzt war auch eine mechanische Ausschleusung erforderlich, die die Produkte schnell und reibungslos durch den Inspektionsprozess in separate Behälter steuert. ADDITIVE FERTIGUNG LÖST DAS PROBLEM Die von Sulhan entwickelte Ausschleusung besteht aus komplexen Führungen und extrem dünnen Teilen, um die winzigen Teile problemlos durch den Inspektionsprozess zu bewegen. Um perfekte Ergebnisse zu erzielen, griff der Ingenieur deshalb auf die additive Fertigung zurück. „Aufgrund ihrer geringen Größe und des komplexen Designs wäre es unglaublich schwer gewesen, die notwendigen Komponenten mit traditionellen Methoden herzustellen“, erläutert Sulhan. Daher bat er Kollegen, die bereits Erfahrungen mit additiven Herstellungsverfahren haben, ihn bei der Entwicklung der notwendigen Teile zu unterstützen. Gemeinsam stellte das Team mehrere komplexe Komponenten additiv her und sparte auf diese Weise viel Zeit und Geld. Weitere Bauteilanpassungen waren schnell entwickelt und umgesetzt, sobald potenzielle Schwächen in der Mechanik erkannt wurden. Die neuen Federinspektionseinheiten produziert der Werkzeugbau von Freudenberg am Standort Northfield, USA. Da die Entwicklung dieser kleinen Inline-Federinspektionseinheit so erfolgreich war, sollen nun größere Prüfeinheiten für den Einsatz in anderen Fertigungsbereichen folgen. Hierzu will Freudenberg ebenfalls das flexible Bildverarbeitungssystem und additiv gefertigte Komponenten nutzen. www.fst.com O+P Fluidtechnik 11-12/2019 35

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