3D-Lichtschnittsystem: Qualitätskontrolle bei der Veredelung von Windschutzscheiben

Die Befestigungsplatten für Innenspiegel und Regensensoren sind bei der Veredelung der Scheiben kritische Elemente der Automobilproduktion: Werden die Befestigungsplatten auf die Scheibe geklebt, hat die Scheibe bereits den ganzen Produktionsprozess durchlaufen und Kosten generiert. Wird eine falsche Klebeplatte montiert oder ist zu wenig Klebstoff aufgetragen, verursacht das Kosten und Reklamationen. Die Scheibe muss dann aufwendig nachbearbeitet werden oder wandert im schlimmsten Fall auf den Schrott. Mit einem neuen Mess-System vermeidet Saint-Gobain Sekurit im Werk Würselen Qualitätsfolgekosten. Herbert Joeris, Projekteiter bei Saint-Gobain Sekurit, setzt bei der Veredlung von Windschutzscheiben auf Sicherheit. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, setzt er das 3D-Check System von FiberVision ein. Es prüft zugleich fünf Parameter: Typ und Lage der Klebeplatte, Lage, Vollständigkeit und Volumen der Klebstoffraupe. Die Prüfung muss schnell erfolgen, denn bei dem hohen Automatisierungsgrad der Würselener Anlage zählt jede Sekunde. Dass der Roboterarm nur für eine Messung Umwege fährt oder gar anhält, ist undenkbar. Deshalb war die Forderung an die Anbieter eindeutig: Das Mess-System darf keinen Zeitverlust durch eine Verzögerung der Roboterbewegung verursachen. Die Messung muss abgeschlossen sein, bevor der Roboter die Klebeposition erreicht. Für die Forderung nach der Messung \“im Vorbeifahren\“ gab es nur eine Lösung: Der Sensor musste unmittelbar am programmierten Fahrweg des Roboters montiert werden. Das bedeutete, dass er ohne mechanischen Umbau in die vorhandene Anlage integriert werden musste. Es war also eine kompakte, industriefeste High-Speed-Lösung gefordert. FiberVision hat diese Aufgabe mit Laser-Scannern in 3D-Lichtschnitt-Technik gelöst. Unmittelbar nachdem der Klebstoff aufgetragen ist, fährt der Roboterarm auf seinem zeit- und weg­optimierten Weg zur Einbaustelle und ohne anzuhalten an der Messbox vorbei. Das 3D-Check-System scannt sowohl die Klebeplatte als auch die Klebstoffraupe und entscheidet, ob das Bauteil appliziert oder aussortiert wird. Unabhängig von Prüfling und Klebstoff Um unabhängig von der Orientierung des Prüflings oder der Klebstoffraupe präzise zu messen, entwickelte FiberVision das 3D-Lichtschnitt-Verfahren, das mit zwei Laser-Ebenen arbeitet, die senkrecht zueinander angeordnet sind. Im Gegensatz zu Verfahren, bei denen nur eine Laser-Ebene verwendet wird, arbeitet dieses System in allen Richtungen mit voller Auflösung. Das bedeutet, dass der Sensor die Messung \“im Vorbeifahren\“ erledigt, ohne dass das Bauteil gedreht werden muss. Während Standard-Scanner nur an geraden Raupen messen, arbeitet das FiberVison-System auch bei gekrümmtem, abgewinkeltem oder gar mäandrierendem Verlauf der Raupe mit gleicher Auflösung. Auch der Querschnitt spielt keine Rolle: Da mehrere Laser verwendet werden, sind auch Hinterschneidungen ausgeleuchtet. So eröffnet 3D-Check über die beschriebene Anwendung hinaus Lösungsmöglichkeiten für eine Vielzahl unterschiedlich geformter Bauteile und Klebstoffraupen. Das System misst unabhängig von Farbe und Struktur des Klebstoffs. Auch schwarzer, Licht absorbierender Klebstoff wird zuverlässig erfasst. Ein schneller Rechner, der in die Messbox integriert ist, gewährleistet, dass das Prüfergebnis nach rund einer Sekunde vorliegt. Zu diesem Zeitpunkt hat der Roboterarm, der in der Zwischenzeit mit voller Geschwindigkeit weiter gefahren ist, die Position für das Kleben noch nicht erreicht. Ist ein Bauteil nicht für den Einbau freigegeben, geht ein Signal an die Robotersteuerung und die Platte wird rechtzeitig aussortiert. Da der Sensor in die vorhandene Anlage integriert werden musste, entschied FiberVision, die Optik und die vollständige Elektronik in einer kompakten Messbox von rund 800x500x500mm unterzubringen. Die Messdaten werden gemeinsam mit den Bildern der Klebeplatten in einer Datenbank gespeichert. Das sichert die Rückverfolgbarkeit der Daten und auch der Bilder. Jedes einzelne Bauteil kann analysiert und der Prozess optimiert werden. Das System arbeitet automatisch, für den normalen Betrieb ist kein Display erforderlich. Es ist über Ethernet in das Kundennetzwerk eingebunden. So werden neue Klebeplatten von normalen Büro-Arbeitsplätzen geteacht. Auch Änderungen von Abmessungen oder Toleranzen werden \“remote\“ eingegeben. Neue Bauteile sind in wenigen Minuten vollständig parametriert. Einsatz in der Praxis Laurent Bresson, Leiter des Werks Würselen bei Saint-Gobain Sekurit Deutschland zieht Bilanz. \“Mit dem System von FiberVision stellen wir für jede einzelne Scheibe sicher, dass sie die richtige Klebeplatte erhält, in der richtigen Lage und mit der richtigen Klebstoffmenge an der vorgesehenen Stelle.\“ Bereits kurze Zeit nach Inbetriebnahme hat Bresson zwei weitere Systeme für das Werk in Würselen bestellt. Sie beherrschen auch die unmittelbar aufeinander folgende Prüfung unterschiedlicher Bauteile, z.B. von Spiegelhalterungen und Regensensoren. Auch über die weitere Integration in den Prozess von der Regelung des Klebstoff-Auftrags bis hin zur Beschleunigung des Wieder-Anfahrens der gesamten Montagelinie nach Anlagenstillständen denken Saint-Gobain und FiberVision laut Bresson bereits nach. Zusammenfassung 3D-Check ist eine Komplettlösung für die hundertprozentige Kontrolle von Bauteilen und Klebstoffraupen vor dem Kleben auf ebene Träger wie Windschutzscheiben. Es prüft Typ und Lage des Bauteils sowie Lage und Volumen der Klebstoffraupe im Vorbeifahren und ohne Zeitverlust für den Transport. Da zwei Laser-Ebenen verwendet werden, eignet es sich für beliebig geformte Bauteile und arbeitet auch bei gekrümmtem und mäandrierendem Verlauf der Klebstoffraupen in allen Richtungen mit gleich hoher Auflösung. 3D-Check ist kompakt und kann in vielen Fällen ohne Umbau in vorhandene Produktionsanlagen integriert werden. Kasten 1: Das Unternehmen Saint-Gobain Sekurit Saint-Gobain Sekurit entwickelt und produziert Verglasungen für den Fahrzeugbau: für den Erstausrüster-(OEM), den Spezialitäten- (LKW, Traktoren, Busse, Züge) und den Ersatzteilmarkt. Im Werk Würselen von Saint-Gobain Sekurit werden Fahrzeugscheiben veredelt: Hier werden Dichtungen, Antennen, Sensoren, Verspritzungen und Klebungen angebracht. Das Würselener Werk gilt innerhalb des Konzerns als Testzentrum für neue Messtechnologien. Kasten 2: Das Unternehmen FiberVision