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Automatische Sichtprüfung von Druckgussteilen

Produkte, die verwendet wurden:N31 | N36

Herausforderung

Druckgussteile aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen gewinnen in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung, da sie wesentlich zur Gewichtsreduzierung moderner Fahrzeuge beitragen. Gleichzeitig steigen damit die Anforderungen an die Qualitätssicherung: Jedes Bauteil muss vollständig und fehlerfrei sein, um Funktionsstörungen, Sicherheitsrisiken und kostspielige Folgeschäden zu vermeiden. Insbesondere müssen alle Angüsse, Gießbohnen, -läufe, -kanäle und Speiser zuverlässig überprüft werden.

Grenzen konventioneller Prüftechnik

Bisher kamen für diese Aufgabe häufig klassische Sensoren wie Lichtschranken, induktive Sensoren oder Reflexionslichttaster zum Einsatz. Diese müssen jedoch in unmittelbarer Nähe zum heißen Werkstück positioniert werden, wodurch sie hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Zudem besteht die Gefahr von Kollisionen mit den Bauteilen. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Umrüstaufwand: Bei Typ- oder Werkzeugwechseln müssen Sensoren oft neu ausgerichtet, ergänzt oder angepasst werden, was zu Stillstandzeiten und zusätzlichem Aufwand führt.

Hohe Variantenvielfalt und schwierige Oberflächen

Die zu prüfenden Druckgussteile unterscheiden sich stark in Form, Größe und Oberflächenbeschaffenheit. Glänzende, dunkle oder spiegelnde Materialien erschweren eine zuverlässige optische Erfassung zusätzlich. Für eine wirtschaftliche Fertigung wird daher ein flexibles, berührungsloses Prüfsystem benötigt, das unterschiedliche Bauteilgeometrien automatisch erkennen und bewerten kann — ohne mechanische Anpassungen und unabhängig von wechselnden Produktionsbedingungen.

Anwendung

Abhilfe schafft ein automatisches Sichtprüfsystem von VisionTools, das direkt in die Fertigungslinie integriert ist und die Geometrie jedes Gussteils berührungslos erfasst. Zentrales Element ist eine Ensenso N35 3D-Kamera, die aus sicherer Entfernung präzise räumliche Daten liefert. Auf dieser Basis prüft das System die Vollständigkeit und Beschaffenheit aller relevanten Strukturen eines Bauteils.

Präzise 3D-Erfassung aus sicherer Distanz

Je nach Bauteilgröße positioniert ein Roboter das Werkstück nacheinander vor der Kamera, sodass alle relevanten Bereiche erfasst werden können. Die Aufnahme und Auswertung erfolgt in wenigen Sekunden pro Prüfposition. Dadurch lässt sich die Qualitätskontrolle nahtlos in den Produktionsprozess integrieren, ohne den Durchsatz zu beeinträchtigen.

Die 3D-Kamera erzeugt eine detaillierte Punktewolke der Bauteilgeometrie, aus der die Software die erforderlichen Prüfmerkmale ableitet. Abweichungen von den hinterlegten Referenzdaten werden automatisch erkannt und gemeldet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass fehlerhafte Teile frühzeitig aussortiert werden und keine Schäden an Werkzeugen oder Anlagen entstehen.

Flexible Prüfung unterschiedlicher Bauteilvarianten

Das System kann eine Vielzahl von Produktvarianten verwalten. Typ- und Werkzeugwechsel lassen sich softwareseitig durchführen, ohne dass die Sensorik mechanisch angepasst werden muss. Einmal definierte Prüfmerkmale werden mit den aktuellen Messdaten verglichen, sodass Umrüstzeiten und Stillstände deutlich reduziert werden.

Zuverlässige Ergebnisse auch bei schwierigen Oberflächen

Die Ensenso N35 arbeitet nach dem Verfahren des „Projected Texture Stereo Vision“. Dabei projiziert ein integrierter Projektor künstliche Strukturen auf die Oberfläche des Werkstücks, die von zwei Kameras aus unterschiedlichen Perspektiven erfasst werden. Aus den Bildunterschieden wird mittels Triangulation eine präzise 3D-Darstellung berechnet.

Zusätzliche Funktionen wie die Flex-View-Technologie erhöhen die Messgenauigkeit weiter, indem mehrere Aufnahmen mit variierenden Projektionsmustern kombiniert werden. Dadurch entstehen robuste Messdaten selbst bei glänzenden, dunklen oder spiegelnden Oberflächen — ein entscheidender Vorteil bei Druckgussteilen mit unterschiedlichen Materialeigenschaften.

Ausblick

Die kamerabasierte 3D-Prüfung ermöglicht eine zuverlässige, berührungslose Qualitätskontrolle direkt im Produktionsprozess und reduziert Fehlerquoten deutlich. Gleichzeitig werden Stillstände von Druckgussmaschinen vermieden, da unvollständige Entleerungen der Werkzeuge frühzeitig erkannt werden können. Dies führt zu geringeren Produktionskosten und einer höheren Anlagenverfügbarkeit.

Darüber hinaus eröffnet die flexible, softwaregestützte Lösung neue Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen. Durch die einfache Anpassbarkeit an unterschiedliche Bauteile und Varianten kann das System auch in anderen Bereichen der Metallverarbeitung oder in weiteren Industriezweigen eingesetzt werden, in denen komplexe Geometrien schnell und präzise geprüft werden müssen.

Insgesamt zeigt die Lösung, wie moderne 3D-Vision-Technologie dazu beiträgt, Qualitätsanforderungen in der industriellen Serienfertigung zuverlässig zu erfüllen und gleichzeitig Effizienz, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit nachhaltig zu steigern.

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