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WEISS Illertissen / Qualitätsprüfung Bildverarbeitung schlägt Wägetechnik
MK/RG 29.05.2016 3.289 Zeichen inkl. LZ (ohne U-Factbox)
Produktionsbegleitende Qualitätsprüfung von 2K-Spritzgussteilen
Praxistest: Bildverarbeitung schlägt Wägetechnik
Wägetechnik oder Bildverarbeitung? Mit welchem
Verfahren lassen sich 2K-Spritzgussteile besser
„inline“ beurteilen? Die Ingenieure der Weiss
Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG haben
beide Prüfmethoden unter Praxisbedingungen
getestet. Um das Ergebnis vorwegzunehmen:
Beide Verfahren liefern aussagekräftige
Ergebnisse, die Bildverarbeitung ist jedoch
unabhängiger von den Umgebungsbedingungen
und stellt zusätzliche Daten für die Optimierung
der Prozess- und Produktqualität bereit.
Die Produktion von 2K-Spritzgussteilen gehört heute zum Tagesgeschäft vieler
Spritzgießer. Dennoch darf man den Prozess nicht unterschätzen. Weil zwei
thermische Prozesse gesteuert und zwei Materialien mit unterschiedlichen
Eigenschaften verarbeitet werden, gibt es deutlich mehr Fehlerquellen als beim
1K-Spritzguss.
Umso wichtiger ist eine aussagefähige fertigungsbegleitende Qualitätskontrolle.
Zum Prüfumfang gehört der Füllgrad: Wenn die Form nicht vollständig mit einem
der beiden verflüssigten Kunststoffe gefüllt wurde, ist das Spritzgussteil nicht
brauchbar. Und wenn z.B. Polyamide verarbeitet werden, ist deren thermischoxidativer Abbau im Spritzgießprozess zu berücksichtigen.
Vergleichstest von zwei Prüfverfahren
Die Experten der Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, die u.a.
hochwertige Interior-Bauteile für die Automobilindustrie im 2K-Verfahren
produziert, haben zwei verschiedene Prüfverfahren auf ihre Eignung für die
produktionsintegrierte Kontrolle von 2K-Bauteilen untersucht. Ziel war es, unter
Praxisbedingungen das optimale Verfahren zu ermitteln. Zu den Parametern, die
bei der Bewertung herangezogen wurden, gehörten die Prozesssicherheit, die
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A-6911 Lochau • Bahnhofstraße 46 • T +43 5574 537 37 | [email protected]
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Zuverlässigkeit, die Integrierbarkeit in den Prozess, der Aufwand für die
Bedienung sowie die Investitions- und Betriebskosten.
Verwiegen: Einfach und aussagekräftig – mit Einschränkungen
Als erstes der beiden Prüfeinrichtungen im „Vergleichstest“ wurde eine
Präzisionswaage in den Prozess integriert: Ein Roboter legt das Teil auf einem
Wägetisch ab. In der Wägeelektronik sind die zulässigen Toleranzen hinterlegt,
so dass eine „i.O“-Meldung ausreicht, um das Bauteil für gut zu befinden. Dipl.Ing. Robert Heller, bei Weiss u.a. verantwortlich für die Konstruktion der
Produktions- und Automatisierungstechnik: „Wir können auf diese
vergleichsweise einfache Weise zuverlässig erkennen, dass die Form vollständig
gefüllt ist.“
Allerdings – auch das stellten die Weiss-Ingenieure fest – bedarf es einiger
Feinarbeit, um beim Wiegen qualitätsrelevante Messergebnisse zu erhalten.
Robert Heller: „Zugluft beeinflusst die Messung, außerdem
kann das Gewicht des Ausgangsmaterials leicht variieren.
Vor allem aber lassen sich im Produktionsumfeld, d.h. in
unmittelbarer Umgebung der Spritzgießmaschinen,
Schwingungen nicht vermeiden, die ebenfalls das Ergebnis
verfälschen.“
Die Prüftechniker von Weiss haben letztendlich den Wägetisch an die
Umgebungsbedingungen angepasst, und die Schwingungen konnten
elektronisch „herausgerechnet“ werden.
Bildverarbeitung: Das praxisgerechtere Verfahren
Das zweite getestete Verfahren, die industrielle Bildverarbeitung, ist deutlich
unabhängiger von den Umgebungsbedingungen. Hier müssen nur die
Lichtverhältnisse stimmen.
Der Roboter entnimmt in diesem Fall ein 2K-Bauteil und hält es vor die Kamera
des Vision-Systems. Je nach Geometrie des Bauteils wurden zwei verschiedene
Messprinzipien – Auflicht- und Durchlichtprüfung – getestet. Robert Heller: „Wir
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haben im Vorfeld Gut- und Schlechtteile sowie die markanten, qualitätskritischen
Konturen und Zonen definiert und das System damit ´eingelernt´.“ Da die Kamera
in der Lage ist, ihre Position nachzuführen, kann sie auch kleinere
Ungenauigkeiten in der Teilezuführung ausgleichen – und das Ergebnis ist in
vollem Umfang aussagekräftig: Qualitätsrelevante Unregelmäßigkeiten werden
zuverlässig erkannt und angezeigt.
Ergebnis: Verstärkter Einsatz von Vision-Systemen
Als Ergebnis des Tests lässt sich aus Sicht von Weiss festhalten: Die
Gewichtserfassung ist sinnvoll, wenn „nur“ die Gewichtsanteile der beiden
Komponenten ermittelt werden oder wenn es viele Bereiche in der Kontur gibt,
die überprüft werden sollen. Zudem muss dieses Verfahren relativ aufwändig an
die Anforderungen der Kunststoffverarbeitung angepasst werden. Die
Bildverarbeitung ist hier anspruchsloser und industriegerechter – sofern man im
Vorfeld den Aufwand der Programmierung und des Einlernens betrieben hat.
Dann aber wird man durch ein stabiles Verfahren und aussagekräftige
Ergebnisse belohnt. Und man erhält zusätzliche Informationen, weil die gut zu
bedienende Software umfangreiche Statistikfunktionen enthält und z.B. eine
„schleichende“ Veränderung von Messwerten gut dokumentiert.
Die Konsequenz des Vergleichstests beider Prüfverfahren liegt somit auf der
Hand – zumal die Investitionen in beiden Fällen überschaubar sind. Robert
Heller: „Wir werden künftig verstärkt Bildverarbeitungssysteme in der InlineQualitätskontrolle einsetzen – vor allem in der Fertigung von 2K-Bauteilen.“
Bildlegende. Copyrights: alle Weiss
Druckfähiges Bildmaterial steht unter folgendem link zum download
bereit: www.markkom.com/presse/
Bildunterschriften:
(1 Waage)
Das Wiegen von Spritzgussteilen ist ein relativ einfaches Verfahren, aber es
bedarf einiger Feinarbeit, um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen.
(2 Vision-System)
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Im „Vergleichstest“ von Weiss erwies sich die Bildverarbeitung als das
praxisgerechtere Verfahren.
(3 Gehäuse für Reifendrucksensorik):
Für einen Hersteller von Reifendruck-Kontrollsystemen produziert Weiss die
Sensorgehäuse im 2K-Verfahren.
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