Nachgeführte 3D-Kontrolle von Kleberaupen

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Immer mehr Verbindungsprozesse, speziell im Automobilbau, werden durch Klebeapplikationen realisiert. Karosserien und Bauteile werden zunehmend im Multimaterialmix gefertigt, für den konventionelle Verbindungstechniken wie z.B. Schweißen, nur bedingt infrage kommen. Damit die Qualität der Klebeverbindung zuverlässig sichergestellt wird, ist eine Kontrolle der applizierten Kleberaupe, insbesondere bei sicherheitsrelevanten Funktionen, unverzichtbar. Hierzu ist eine vollständige 3D-Prüfung der Kleberaupe erforderlich.

Der SpinTop 3D ermöglicht die vollständige Erfassung der Kleberaupengeometrie, dreidimensional und hinterschneidungsfrei. Der Sensorkopf besteht aus einer feststehenden und einer drehenden Baugruppe. (Bild: VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungs. GmbH)

Der SpinTop 3D ermöglicht die vollständige Erfassung der Kleberaupengeometrie, dreidimensional und hinterschneidungsfrei. Der Sensorkopf besteht aus einer feststehenden und einer drehenden Baugruppe. (Bild: VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungs. GmbH)


Herkömmliche im Markt verfügbare Prüfsysteme werden diesen Anforderungen nicht gerecht. Kamerabasierte Technik scheitert gleich an mehreren Anforderungen: zuverlässige 3D-Detektierung der Kleberaupengeometrie auch bei unterschiedlichen Kontrastverhältnissen, Fremdlichteinflüssen und unterschiedlichen Kleberfarben. Reflektionen der noch nassen Kleberaupe, sowie die typische schwarze Kleberaupe auf schwarzem Hintergrund sind schwierige Voraussetzungen. Ein weiteres typisches Problem, welches speziell laserbasierte Marktlösungen haben, ist die komplette Abdeckung der Kleberaupe während des gesamten Bahnverlaufes. Speziell in Radien und Ecken wandert die Kleberaupe aus dem aktiven Messbereich der Sensorik.Diese Anforderungen waren Ansporn eine zuverlässige und flexibel einsetzbare Technologie zu entwickeln.

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Drehender Sensorkopf für alle Lagen

Der SpinTop 3D vereint modernste Lasertechnologie und Auswertungsalgorithmen mit einer präzisen Rotationsmechanik, die für den dauerhaften Einsatz in modernen Produktionslinien konzipiert wurde. Das System ermöglicht die vollständige Erfassung der Kleberaupengeometrie, dreidimensional und hinterschneidungsfrei. Dies wird durch zwei im Sensorkopf installierte Lasertriangulationseinheiten realisiert. Durch die Anordnung wird die Kleberaupe von beiden Seiten sicher detektiert und kann als 3D-Ergebnis ausgewertet werden. Die Infrarotlaser garantieren eine robuste Messung auf beliebigen Substraten, durch die reine Auswertung des gemessenen Höhenprofils spielen Kontrastschwankungen, Farbänderungen oder Fremdlichteinflüsse keine Rolle. Der Sensorkopf besteht aus zwei Baugruppen: einer feststehenden und einer drehenden. In letzterer sind die Lasereinheiten untergebracht, die feststehende Baugruppe ist direkt an der Klebeeinheit befestigt. Durch die separat ansteuerbare Drehbewegung des Sensorkopfes kann die Messeinheit unabhängig von der Roboter- oder Applikationsdüsenbewegung immer optimal zum Kleberaupenverlauf geführt werden. Somit können auch in Radien und Ecken online während der eigentlichen Kleberaufbringung die Kleberaupe kontrolliert werden. Um den Verschleiß so gering wie möglich zu halten, ist die drehende und die feststehende Einheit komplett kontaktlos miteinander verbunden, d.h. es gibt keine Leitungen oder Schleifkontakte, die durch die fortwährende Rotationsbewegung verschleißen können. Die Energieübertragung ist induktiv und die Datenübertragung mit hoher Bandbreite optisch ausgeführt. Die Rotationsbewegung kann über das System präzise gesteuert werden. Um den Einrichtaufwand minimal zu halten, wird ein spezielles Software-Paket mitgeliefert, das direkt im Roboter-Controller installiert wird. Diese Software stellt u.a. die online-Kommunikation zum Roboter sicher.

Der Clou

Durch die Software entfällt die manuelle Erstellung eines Messprogramms, da über die Bahnsteuerung des Roboters automatisch die optimale Sensorstellung zum Kleberaupenverlauf abgeleitet wird. Auch beim Einsatz von anderen Applikationsdüsenlängen kann der Messbereich – sollte der Standardbereich nicht ausreichen – durch Justage der Lasereinheiten angepasst werden. Die kompakte Bauweise des SpinTop 3D ermöglicht auch die einfache Integration in bestehende Anlagen. Durch die geringe Störkontur des Sensorkopfes muss in den allermeisten Fällen keine Änderungen im Roboterbahnprogramm durchgeführt werden. Das System wird durch die anwenderspezifischen Einstellmöglichkeiten der Auswertung komplettiert. Die Toleranzgrenzen für Breite, Höhe, Unterbrechungen etc. sind sektionsweise frei festlegbar und werden über die Systemvisualisierung verständlich dargestellt.

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Bild: VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungs. GmbH


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