#Neues aus der Industrie
Detektion von Oberflächendefekten auf Industrie-Walzen
Kostenintensive Nachbesserungsprozesse vermeiden durch Früherkennung
Aktuelle Situation:
Bei der Herstellung von Walzen aus Metall, werden hohe Anforderungen an die Oberflächengüte und den Rundlauf gestellt. Diese Walzen werden vielfach in Produktionsanlagen für Bahnmaterial verwendet, daher beeinflussen Oberflächendefekte auch sehr stark die Qualität der damit produzierten Bahnmaterialien. Die Walzen werden daher zum Teil mit Schleifmaschinen an der Oberfläche nachbearbeitet, damit diese Walzen im Einsatz eine geringe Rauheit aufweisen – also hochglänzend sind. Da diese Defektgrößen sich im Bereich von 0,5 mm oder weniger bewegen können, ist eine Detektion dieser Oberflächendefekte durch das menschliche Auge so gut wie unmöglich. Wenn diese Fehler erst beim Endkunden in der Bahnproduktion entdeckt werden, dann muss ein zeitaufwendiger und kostenintensiver Nachbesserungsprozess eingeleitet werden. Hierbei handelt es sich häufig um Walzen, die auf Grund der Größe (ca. 2 m Durchmesser, 10 m Länge) nur schwierig aus- und wieder eingebaut werden können. Dieser hohe Aufwand kann mit einer automatisierten Endkontrolle in der Walzenproduktion vermieden werden.
Herausforderungen:
Im vorliegenden Fall, ging es um die Nachrüstung eines Inspektionssystems in eine bestehende Rundschleifmaschine. Dabei sollte die Prüfzeit für eine große Walze im Bereich von unter 60 Minuten liegen und eine robuste und vollständige Fehlerdetektion ermöglichen. Eine weitere Herausforderung war die Positionsbestimmung der einzelnen Defekte im Nachgang der Detektion. In einem zweiten Prozess sollte dann die Reparatur der Defekte erfolgen und dazu war es notwendig, eine einfache Methode zur Ortsbestimmung der Defekte zu entwickeln. Alternativ erschien eine Anbindung an die Proprietäre Maschinensteuerung mit Positionsinformationen aus technischer Sicht zu komplex.
Quelltech Lösung:
Zum Einsatz kam ein hochauflösender Q6 Laser Linienscanner von QuellTech mit 4096 Pixel/Profil, der eine hohe Scannrate und Auflösung aufweist. Dieser Linienscanner wurde auf den Verfahrtisch der Schleifmaschine montiert. Weiterhin wurde ein industrieller Messrechner auf diesem Verfahrtisch montiert, der die Mess-Software zur Auswertung der Punktewolke trägt. Somit konnte die gesamte Oberfläche der Walze in einem spiralförmigen Verfahren aufgenommen werden. Falls diese komplette Oberfläche als Datei aufgezeichnet werden würde, dann würde diese eine sehr große Datenmenge aufweisen (4,2 Milliarden Messpunkte). Damit diese große Datei vermieden werden konnte, wurde eine Software entwickelt, die schon während der Messaufnahme, die Detektion von Defekten durchführt und anzeigt. Damit auf der großen Oberfläche, die vereinzelten Defekte effizient gefunden werden konnten, wurde ein Fehlermarkiersystem mit Farbstrahl an den Mess-PC angebunden. Im Ergebnis zeigte die Walze am Ende der Prüfung mehrere leicht zu findende Farbmarkierungen. Durch dieses implementierte Farbmarkiersystem, konnten die Defekte zügig aufgefunden, repariert und auf Maß geschliffen werden. Die von QuellTech entwickelte Benutzersoftware, ermöglichte eine Auswertung des Rundlaufs der Walze. Dadurch war es möglich, die Höhenschwankungen, die durch abgenutzte Maschinenlager hervorgerufen werden, schon im Trend zu verfolgen.
Vorteile für den Kunden:
Eine kontinuierliche Überwachung der Walzenoberfläche ermöglicht die Verbesserung der Produktqualität in der Endkontrolle vor Auslieferung an den Kunden. Des Weiteren kann eine aufwändige Stichprobenprüfung an einem separaten Prüfplatz entfallen. Bei dieser Qualitätskontrolle handelt es sich um ein einfach zu bedienendes Komplettsystem, welches sich auch eignet für den mobilen Einsatz auf verschiedenen Schleifmaschinen. Zusätzlich ist eine vorausschauende Wartung durch Trendanalyse der Maschinenlager möglich. Am Ende steigert das System die Kundenzufriedenheit und spart Zeit und Kosten.
QuellTech GmbH
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Contact: Stefan Ringwald
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Email: SRingwald@quelltech.de
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