Alles im Lack

Das robotergestützte Inspektionssystem reflectCONTROL Automotive von Micro Epsilon erkennt Lackfehler zuverlässig und hochgenau. Beim Hochpreis-Produkt Automobil ist das essentiell. Denn nur was äußerlich perfekt ist, kann auch im Ganzen perfekt sein, so oft der Rückschluss. Dabei zeigt sich, dass gerade der Autokauf eine höchst emotionale Angelegenheit ist: Ein potentieller Käufer ist nur dann bereit, sein gutes Geld zu geben, wenn er vom Gegenwert des angebotenen Produkts überzeugt ist. Dabei spielt die optische Perfektion eine entscheidende Rolle, ist sie doch maßgeblich für den ersten Eindruck von Qualität verantwortlich, der später nur noch schwer beeinflusst werden kann. Hier würde selbst ein kleiner Fehler im ansonsten makellosen Lack zur Verunsicherung des Käufers führen. Die Konsequenzen können zähe Rabattverhandlungen oder gar ein Rücktritt vom Kauf sein.

Mit Deflektometrie auf Fehlersuche
Das von reflectCONTROL Automotive verwendete Messprinzip der Deflektometrie funktioniert ähnlich wie das menschliche Auge im Zusammenspiel mit den für die Reizverarbeitung zuständigen Hirnarealen – nach dem gleichen Prinzip also, wie wir feinste Fehler wahrnehmen: Gegenstände werden auf Unterschiede in Helligkeit und Intensität untersucht und auf sichtbare, durch Defekte hervorgerufene Abweichungen der Oberflächenbeschaffenheit geprüft. Wir Menschen tun dies oft unbewusst, indem wir den zu untersuchenden Gegenstand „gegen das Licht halten“ oder einfach eine Position einnehmen, in der wir das von der Oberfläche reflektierte Licht wahrnehmen. Auch bei der Deflektometrie wird die Oberfläche als Spiegel verwendet. Eine im Sensor integrierte Lichtquelle erzeugt wechselnde, in ihrer Intensität sinusförmig verlaufende, Streifenmuster auf dem Fahrzeug. Die durch Lackdefekte verursachten Abweichungen in den gespiegelten Bildern werden von reflectCONTROL Automotive automatisch erfasst und klassifiziert.

Fehlerarten und Genauigkeit
Das System arbeitet konstant und ist wesentlich genauer als der Mensch, denn die Erkennungsleistung und die Genauigkeit sind nicht, wie beim Menschen, farb- und tagesformabhängig, sondern bleiben durchgehend hoch. Mit einer Auflösung im Zehntel-Millimeter-Bereich können damit nahezu alle Lackfehler im Grund- und Decklack präzise erkannt werden. Dazu zählen die Fehlerarten wie Einschlüsse, Fussel/Haare, Berührungsspuren, Kleberückstände, Kocher, Krater, Lackablösung, Lacktropfen, Läufer, Nadelstiche, Riefen, Schleiffehler, Schweißperlen, Spucker, Stippen, Teil- und Magerlackierung, Verschmutzungen und vieles mehr.

Vom Auftrag zum Aufbau
Aufgebaut in einer Fertigungslinie, ist die Anlage sowohl für neu gebaute Lackierereien, als auch für existierende Werke geeignet. Einbau, Inbetriebnahme der Roboter und Anbindung der Sensorik erfolgen bei Stillstand der Linie, im Anschluss daran ist die Anlage sofort betriebsbereit. Eine ausgereifte Software ermöglicht die Einstellung verschiedenster Parameter zur Festlegung, welche Fehlergrößen auf den einzelnen Bauteilen relevant sind. Die Anlage kann im Mehrschicht-Betrieb gefahren werden. Bei zukünftigen Modellwechseln ist der Anwender selbst in der Lage, neue Modelle einzurichten.

Taktzeit gibt Roboteranzahl vor
reflectCONTROL Automotive wird bereits bei deutschen Automobilherstellern eingesetzt. Bei der Planung neuer Anlagen ist neben der Taktzeit auch die Einbausituation zu berücksichtigen. Welche Fördertechnik ist im Bereich der Inspektionsstation vorhanden? Gibt es Einschränkungen der Linienbreite durch Säulen? Wo soll die Markierung der gefundenen Defekte stattfinden? Aus diesen Faktoren, sowie aus der Art der zu inspizierenden Modelle, wird die Anzahl der benötigten Inspektionsroboter berechnet. Dabei werden die von den Robotern anzufahrenden Positionen für eine vollflächige Inspektion der Außenhaut anhand von CAD-Modellen der verschiedenen Fahrzeugtypen festgelegt. Ob Schiebedach, Cabrio oder Kombi – für alle Varianten werden die optimalen Inspektionspositionen berechnet. Beispielsweise kommt im PKW-Bereich bei einer Taktzeit von 113 Sekunden, das entspricht einem Durchsatz von 32 Fahrzeugen pro Stunde, ein Drei-Roboter-System zum Einsatz. Vor den Nacharbeitsplätzen werden die Lackfehler automatisch markiert, diesen Vorgang übernehmen zwei speziell ausgerüstete Markierroboter. Auf diese Weise entfällt die ermüdende Suche im Lichttunnel, Lackfehler können sofort und effizient repariert werden.  

Ablauf bei der Lackfehlerkontrolle
Automobilwerke sind durchgehend mit Fördereinrichtungen ausgerüstet. Auf einem solchen Förderer nähert sich die zu kontrollierende Autokarosse per Schlitten (Skid) der Inspektionsanlage, wird beschleunigt eingefördert und zum Stillstand gebracht. Nach Beaufschlagung einer 6D-Offset-Korrektur durch die Anlage, damit werden Positionsungenauigkeiten ausgeglichen, beginnen die Inspektionsroboter ihre Arbeit. Während das Fahrzeug auf Lackdefekte geprüft wird, nähert sich Schlitten 2 mit der nächsten Karosse der Anlage. Sobald die Lackfehlerkontrolle beendet ist, wird Schlitten 1 aus- und Schlitten 2 eingefördert. Während nun diese Karosse auf Fehler geprüft wird, fährt das erste Fahrzeug weiter zur Lackfehler-Markierung, wo die relevanten Defekte automatisch für die Lackreparatur gekennzeichnet werden.

Klare Vorteile der automatischen Kontrolle
Beste Qualität schafft zufriedene Kunden und ein ausgezeichnetes Markenimage. So wird durch Nutzung des Qualitätspotenzials von reflectCONTROL Automotive der Schlupf, also die Anzahl jener Fahrzeuge, die trotz aufwändiger manueller Kontrollen das Werk mit Lackfehlern verlassen, deutlich reduziert. Aufgrund der hohen Erkennungsrate lassen sich außerdem maßgebliche Einsparungen bei den Reparaturkosten erzielen, denn früh erkannte Defekte können kostengünstiger repariert werden, als später im Fertigungsprozess zutage tretende Lackfehler. Auch die anstrengende und ermüdende manuelle Überprüfung der Lackoberfläche kann entfallen. So sinken durch den Einsatz der automatischen Lackfehlerkontrolle die Reparaturkosten am Polierband und in der Montage, die Reklamationen und die kostentreibenden Rückläufer aus der Montage werden reduziert. Auch unterliegen Roboter keinen Leistungsschwankungen und robotergestützte Messtechnik arbeitet wesentlich exakter und ausdauernder als der Mensch. Ein Potenzial, das auch bei der statistischen Prozesskontrolle genutzt wird. Bei diesem Verfahren werden Produktionsprozesse auf Basis von analysierten Messdaten optimiert. So können bei steigender Produktqualität die Produktionskosten reduziert werden.