Fördertechnik

Prüfkombinierer

Messen und Fördern im Einklang
Bei einer automatischen 100-Prozent-Prüfung sind viele Dinge zu berücksichtigen. Durch die Verschmelzung verschiedener Mess- und Prüfverfahren erreicht eine Anlage bei einem Automobilzulieferer die geforderten Kriterien aus dem Lastenheft.

Im Münsterland ist eine Holding-Gesellschaft zuhause, die ihr 150-jähriges Jubiläum feiert und dem einen oder anderem ein Begriff im Bereich Fenster- und Türtechnik ist. Aber auch die Förder- und Montagetechnik des Unternehmensbereichs Automation ist vielen bekannt. Er hat für einen Automobilzulieferer eine Prüf- und Zuführanlage für Nocken entwickelt, konstruiert und umgesetzt. Die Anlage fördert und sortiert zunächst die geschmiedeten Nockenrohlinge und führt sie dann den einzelnen Prüfstationen zu, in denen die Bauteile auf Maßhaltigkeit, Risse und Materialhärte geprüft werden. „Die Anforderung unseres Kunden besteht darin, sieben unterschiedliche Nockentypen vollautomatisch einer 100-Prozent-Prüfung zu unterziehen und Fehlerteile nach Erkennung auszusortieren“, erklärt Hans-Werner Chwalisz, Geschäftsführer von Winkhaus, den komplexen Auftrag. „Die Anlage ist aus den vier Hauptkomponenten Zuführeinheit, Geometrieprüfzelle, Riss- und Härteprüfstation aufgebaut. Die Zuführ- und Handlingkomponenten, die für diesen Auftrag nach den Bedürfnissen des Kunden zusammengestellt und konfiguriert wurden, stammen aus unserem Standardbaukasten“, so der Geschäftsführer weiter über das umgesetzte Konzept.

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Die erste Hürde

Ein Schrägförderer übergibt die Nockenrohlinge, die als sortenreines Schüttgut in einem 200 Liter fassenden Behälter lagern, zur Sortierung an eine Linear-Schwingrinne. Dort werden die Werkstücke von Schikanen in die geforderte Zuführlage gebracht, danach lagerichtig von einer Handlingeinheit aufgenommen und schließlich einem Bilderkennungssystem vorgelegt. „Jeder Nockentyp ist mit einer individuellen und eindeutigen Druckmarke versehen, die von der digitalen Bildverarbeitung erkannt und mit dem steuerungstechnisch hinterlegten Profil abgeglichen wird. Nocken, die nicht dem aktuell zu prüfenden Bauteiltyp entsprechen, stimmen nicht mit diesem Profil überein und werden ausgesondert“, erläutert Hans-Werner Chwalisz die erste Hürde, die das Bauteil im Prüfprozess überwinden muss. Des Weiteren wird mit Hilfe einer zusätzlichen Kamera überprüft, ob der Nockenrohling beim Schmiedeprozess die richtige Form erhielt. Teile mit Qualitätsmängeln in der Außenkontur verlassen den Prüfprozess als Schlechtteile, die Gutteile kommen an einen Doppel-Werkstückträger, der auf einen vier-Stationen-Rundschalttisch sitzt.

Nächster Prüfschritt

Zwei Greifer bestücken die Messzelle, in der die Nockenrohlinge ihre Geometrieprüfung über sich ergehen lassen. Dabei werden neben Breite, Höhe, Grundkreisdurchmesser auch die Parallelität der Planflächen gemessen. Zusätzlich sind Innendurchmesser, Rundheit der Bohrung und die Rechtwinkligkeit der Grundfläche zur Bohrung Bestandteil der Prüfung. Zum Einsatz kommen in dieser Station sowohl pneumatische Messköpfe zur Erfassung der Innendurchmesser im Differenzdruckverfahren, als auch elektronische Messtaster, die nach fest hinterlegten Rechenalgorithmen ein präzises Erkennen von Ausschussteilen erlauben. Die Gesamtanlage prüft je zwei Nocken parallel und erreicht so eine Taktzeit von vier Sekunden.

Last but not least

„Die Automobilhersteller fordern bereits eine Überprüfung jeder einzelnen Nocke (100-Prozent-Prüfung) auf Risse in den Oberflächen. Oft wird der Forderung durch eine personalintensive manuelle Prüfung nachgekommen“, erläutert der Geschäftsführer des Anlagenherstellers. Die vollautomatische Riss- und Porenprüfung erkennt mit Hilfe der Wirbelstromtechnologie oberflächenoffene Fehler in vordefinierten Prüfzonen der Nocke. Feinste Risse werden erfasst und führen zu einer Ausschleusung des Teils aus dem Produktionsprozess. Bei der Kontrolle der Lauffläche werden zwei flexibel gelagerte Nockensensoren an die Nocke herangefahren, um einen durchgängig konstanten und lotrechten Abstand der Prüfspule zum Werkstück zu erreichen. Der Prüfling – auf einem drehbar gelagerten Dorn eingespannt – wird in Rotation versetzt und die Flanken von Stiftsonden erfasst. Die sind auf einer pneumatisch zustellbaren Lineareinheit montiert und fahren zur Messung über und unter das Werkstück. Die Innenbohrung wird mit einer Rotiersonde kontrolliert, die bei Erreichen einer definierten Drehzahl in die Bohrung kommt und entlang der Innenfläche senkrecht verfährt. In der letzten Station wird die Nocke schließlich mit einer magnetischen Spule auf ihre Härte überprüft. Dazu wird der Rohling auf einen Dorn gesteckt und in die Spule abgesenkt.

Die gewonnen Daten vergleicht man mit hinterlegten Ergebnissen und nur die Nocken, die auch die letzte Prüfung anstandslos bestanden haben, werden über eine Rutsche dem nachgeschalteten Weiterverarbeitungsprozess zugeführt. „Nur durch die Kombination der verschiedenen Messverfahren und Prüfkriterien erreicht die Anlage beim Erkennen fehlerhafter Teile die geforderte Reproduzierbar- und Wirtschaftlichkeit der Prüfung“, erklärt Hans-Werner Chwalisz und betont: „Mit manueller 100-Prozent-Prüfung ist solch ein Ergebnis im Vier-Sekunden-Takt nicht umsetzbar“.ma

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