Wie Roboterinspektion die Herausforderungen der 3D-Qualitätskontrolle lösen kann

Wenn es um die Verbesserung von Inspektionsprozessen in der Fertigung geht, wird der Einsatz von Robotern zur Unterstützung immer mehr zur Realität.

Zu den typischen Anwendungen von Industrierobotern in der Fertigungsindustrie gehören Produktmontage, Schweißen, Lackieren, Produktinspektion, Testen, Verpacken und Etikettieren usw. Jüngsten Berichten aus der Industrie zufolge wird allein für den globalen Sektor der Roboterinspektion ein Wachstum von 4,68 Milliarden Dollar im Zeitraum 2023-2029 prognostiziert.

Die Investition in die richtige robotergestützte Inspektionslösung mit den richtigen Funktionen ist entscheidend für das Erreichen der Fertigungsziele und die Verbesserung von Produktivität, Zeiteffizienz und Kosteneffizienz.

Roboterintegratoren sind jetzt stärker daran beteiligt, Endanwender bei der Optimierung von Robotern für die Bewältigung gängiger Herausforderungen bei der 3D-Qualitätskontrolle zu beraten. Zu diesen Herausforderungen gehören die genaue Identifizierung und Inspektion von Teilen, die Verwaltung engerer Toleranzen und die Erkennung von Fehlern bei gleichzeitiger Gewährleistung präziser Abmessungen.

Was sind die größten Herausforderungen bei der 3D-Qualitätskontrolle?

Lassen Sie uns einen genaueren Blick darauf werfen, was die größten Herausforderungen bei der 3D-Qualitätskontrolle sind und wie Roboter eingesetzt werden, um diese zu bewältigen.

1 – Teile genau identifizieren und inspizieren

Wenn es um die Bewertung und Identifizierung von Teilen geht, die sich auf einer Produktbaugruppe befinden, z. B. ein Stanzteil wie eine Autotür, oder um die Erkennung, ob ein Loch richtig positioniert wurde, kommen Roboterinspektionssysteme zum Einsatz.

In der Regel wird ein Sensor am Roboterarm montiert, der dann bewegt wird, um das Vorhandensein verschiedener Merkmale auf einem Teil zu prüfen und zu identifizieren. Der Sensor sorgt für die Messung, und der Roboterarm bietet die Flexibilität, den Sensor dorthin zu bewegen, wo er für die Erfassung der Messdaten und der verschiedenen Teile, die gemessen werden müssen, benötigt wird.

2 – Messen von Komponenten mit engeren Toleranzen

Aufgrund modernisierter Produktdesigns werden komplexe Merkmale auf Teilen mit immer engeren Toleranzen entwickelt. Von der Sicherstellung, ob Muttern und Schrauben genau dort positioniert sind, wo sie sein sollen, bis hin zur Messung von Merkmalen mit Freiform-Design, die wiederholt, aber exakt gleich in einer massiven Produktionsserie gemessen werden. Robotische Inspektionssysteme werden eingesetzt, um diese anspruchsvollen Anforderungen erfolgreich zu erfüllen.

In diesen Szenarien funktionieren Roboter-Inspektionssysteme ähnlich wie Koordinatenmessgeräte (KMGs) und liefern präzise Messergebnisse. Dadurch müssen die Produktionsmitarbeiter keine wertvolle Zeit mehr damit verbringen, Teile zur Messung ins Labor zu schicken.

3 – Erkennen von Fehlern und genauen Abmessungen

Das ist nicht so einfach, wie es sich anhört, denn wenn man Produktionsmitarbeiter fragt, wie die genaue Messung eines bestimmten Merkmals oder Teils aussehen soll, wird man wahrscheinlich eine Reihe unterschiedlicher Antworten erhalten. Die Definition, ob ein Teil gut ist oder nicht, muss vor dem Einsatz von Roboterprüfsystemen festgelegt werden, denn sonst werden auch diese ihre Aufgabe nicht effektiv erfüllen können.

In diesem Zusammenhang ist es auch wichtig zu wissen, ob es Probleme mit den Details eines Teils gibt und wie die Prüfkriterien für ein solches Teil aussehen sollten. Dies gilt insbesondere für etwaige Fehler und Toleranzanforderungen, da dann die Auswahl des richtigen Inspektionswerkzeugs in Betracht gezogen werden muss, um genaue und präzise Messdaten zu gewährleisten.

Die Vorteile des Einsatzes robotergestützter Inspektionssysteme

Es gibt einige wichtige Vorteile, die mit der Investition und dem Einsatz der richtigen Roboter-Inspektionssysteme einhergehen, wie z.B.:

1. Jedes Teil kann gemessen werden:Während bei der herkömmlichen Qualitätsprüfung nur 1-2% der Teile in einem speziellen Laborraum gemessen werden können, kann die Roboterprüfung eingesetzt werden, um jedes einzelne Teil eines Produkts zu messen – und nicht nur die Muster.
2. Durchführung von Inline-Qualitätskontrollen: Roboter-Inspektionssysteme können es ermöglichen, jedes Teil für Qualitätskontrollen inline oder am Fließband zu vermessen. Dies steigert die Produktivität und Effizienz enorm, da die Bediener ein fehlerhaftes Teil schneller und zuverlässiger vom Fließband nehmen können, ohne den gesamten Produktionsprozess zu beeinträchtigen.
3. Kosteneinsparungen durch höhere Qualität:Die Investition in Roboter-Inspektionssysteme ist zwar eine kostspielige Angelegenheit, aber die Dividenden, die sich aus der höheren Qualität der Messungen ergeben, rechtfertigen diese Ausgaben.

Die richtige Inspektionsroboter-Lösung

Wenn es darum geht, die richtige Lösung für die robotergestützte Inspektion auszuwählen, sind hier die wichtigsten Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt:

• Ist es für alle Roboter geeignet? Kann es mit jeder Robotermarke funktionieren?
• Handelt es sich um eine produktionsreife Lösung, die bestimmte Zwecke erfüllt, wie z. B. die messtechnische Genauigkeit?
• Sind die Bewegungen des Roboters vollständig mit den Messungen synchronisiert?
• Lässt sich die Lösung leicht an den verwendeten Robotern anbringen?
• Kann die Lösung bei der Durchführung von Inline-Inspektionen im CMM-Stil helfen?
• Ist die Lösung mit jedem Messsystem kompatibel?
• Läuft die Lösung mit einer einzigen Softwareanwendung oder benötigt sie mehrere Pakete?
• Funktioniert es mit einer Touch-or-Scan-Roboter-Inspektionszelle?
• Kann es einen Laser Tracker oder eine photogrammetrische Station verwenden, um die Position der Teile zu verfolgen?
• Arbeitet es mit CAD-Dateien, um alle geometrischen Merkmale eines Teils schnell zu kontrollieren?
• Kann die Lösung mehrere Roboter im selben Koordinatensystem synchronisieren?
• Ist die Lösung ergonomisch, d.h. ist sie einfach zu programmieren und zu bedienen?

Bevor Sie sich mit den Faktoren befassen, die bei der Auswahl der richtigen Roboter-Inspektionslösung eine Rolle spielen, sollten Sie die spezifischen Anforderungen der Anwendung ermitteln und mit dem Roboterintegrator zusammenarbeiten, um das am besten geeignete System zu finden.