Fortschrittliches 3D-Laserscanning erkennt Lackfehler auf Metalloberflächen

20
Feb.

Einsatz von 3D-Laserscanning zur Analyse von Lackfehlern auf Metalloberflächen

• Von:Brian McMorris
• Cobot-Reparatur
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Von Brian McMorris

Präsident bei Futura Automation, LLC

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Ein Hersteller im Mittleren Westen der USA stellt Rolltore her und kauft vorextrudierte Metallstreifen oder Lamellen, die vor der Montage vorbereitet und lackiert werden. Der Hersteller wandte sich an Don Nedved von Futura Automation, LLC, um eine Lösung für seine Qualitätsbedenken zu finden. Der Lackiervorgang besteht aus Farbschichten und wird mit einem Klarlack abgeschlossen. Nach dem Lackier-/Klarlackprozess werden die Lamellen zu einer kompletten Tür zusammengebaut und von Menschen visuell auf Lackfehler und Dellen im Metall überprüft. #Lackfehler sind typischerweise Staubpartikel im Klarlack und für das menschliche Auge erkennbar. Aber oft sind solche Mängel bei einem so geringen Höhenprofil für den Menschen kaum zu spüren.

Diese leichten Mängel werden nun nach der Montage identifiziert. Um die bereits für die fertige Baugruppe aufgewendeten Ressourcen zu schonen, werden die Mängel manuell nass geschliffen und poliert. Es ist keine Überraschung, dass dieser Prozess den Engpass beim täglichen Durchsatz von Fertigprodukten darstellt. Der Kunde sucht nach einer Lösung, um die lackierte Oberfläche zu inspizieren und entweder A) defekte Lamellen aus dem Montageprozess zu entfernen, um die Oberfläche automatisch zu erneuern, oder B) einen Roboter oder Cobot einzusetzen, um die defekten Bereiche zu lokalisieren und durch Schleifen oder Polieren neu zu beschichten.

Futura Automation hat in Zusammenarbeit mit dem Laserinspektionsexperten Jake Haefner eine Lösung entwickelt, mit der Anomalien in der lackierten Oberfläche, sowohl Partikel im Klarlack als auch Dellen, leicht gefunden und identifiziert werden können. (Es wurde vorgeschlagen, vor jedem Endbearbeitungsprozess nach Dellen zu suchen.) Hier sind zunächst Graustufen- und Höhenbilder eines der bemalten Stücke. Für diese Anwendung verwenden wir den #LJX8080 und den 3D-Controller. Dieses Modell hat eine Genauigkeit von 12,5 Mikrometern, also etwa einem Achtel eines menschlichen Haares. Alle für diese Anwendung erforderlichen Tools und Rechenleistung sind im Controller enthalten. Das System benötigt lediglich einen Monitor zum Betrachten der Bilder und Daten.

Unten sehen Sie eine vergrößerte Ansicht eines Defekts sowie ein 2D-Profil über den Defekt, das die Breiten- und Höhenmessung auf einer Farbskala über einen Bereich von 300 Mikrometern (-14,7 mm bis -14,4 mm) zeigt.

Unser Fehlertool erfasst die Höhendaten und wandelt sie dann in Graustufen um (zum besseren menschlichen Verständnis normalerweise als Farben dargestellt), damit wir den Kontrast erkennen können. Es handelt sich um eine komplexe Technologie, aber im Wesentlichen nimmt das Werkzeug einen Höhenbereich, sagen wir zum Beispiel 0 mm bis 1 mm, und weist den niedrigsten Wert, in diesem Beispiel 0 mm, der Schattierung „0“ oder vollständig Schwarz zu und weist den höchsten Wert, 1 mm, der Schattierung „255“ oder vollständig Weiß zu. Die Höhendaten zwischen der niedrigsten und der höchsten Höhe werden dann Grautönen zwischen dem Farbton „0“ und dem Farbton „255“ zugeordnet. Basierend auf diesen in Grautöne umgewandelten Höhendaten kann der Laserscanner bestimmte Kontraständerungen erkennen, um Fehler wie Kratzer, Dellen und Ausbuchtungen sowie Fremdpartikel zu finden. Unten sehen Sie ein Bild eines lackierten Teils. Ein Pluszeichen markiert den Fehler, den das System erkennen soll. Wir können die Segmentgröße (Defektgröße) und den Fehlergrad (Defekttiefe) anpassen, um nur Fehler aufzunehmen, die als inakzeptabel gelten. Wir können auch Grenzen für die Größe und Menge der Fehler am Teil festlegen.

Unten sehen Sie eine Kontrastansicht des Defekts. Dies ist repräsentativ für das, was der Profiler tatsächlich sieht, wenn er den Fehler identifiziert und beurteilt.

Wir haben ein paar weitere Bilder verschiedener von uns gescannter Defekte und deren Profilansicht beigefügt. Wenn Sie möchten, dass Futura Automation Ihre Teile scannt, um Fehler zu finden, führen wir gerne vor der Entwicklung Ihres Produktionssystems einen Proof of Concept durch.