Produkt

Kollaborierende Roboter und kognitive Sensoren für gefertigte Qualität

Produkt

Prüfung der Qualität von Bauteilen oder Produkten

Zerstörungsfreie Mess- und Prüfsysteme werden zur Qualitätssicherung und zur Kontrolle von Produkten eingesetzt. Sie haben sich für Produkte oder für Zwischenerzeugnisse in der biologischen, medizinischen oder industriellen Technik etabliert. Sie finden Einsatz vor allem in den Branchen Bahn, Automotive oder Luftfahrt und in der produzierenden Industrie, aber auch zunehmend für Erzeugnisse in der Agrarwirtschaft, beim Bio-Engineering und in der Sport- und Freizeitindustrie.

Mit den Fortschritten in der Sensortechnik sowie Mikroelektronik, in der automatisierten Datenerfassung sowie in der schnellen Signal- und Bildverarbeitung / Rekonstruktion oder in der Aus- und Bewertung (Analyse) von komplexen, häufig multimodalen (multi-sensoriellen) zerstörungsfreien Prüfdaten lassen sich bisher nicht prüfbare komplexe Produkte beschreiben, deren Qualität optimieren und die technische Sicherheit erhöhen. Die höhere prüftechnische Komplexität erwächst mit Blick auf die Formgebung (3D-Freiformflächen), aber auch durch die Aufgabe, prüfphysikalisch schwierige, neue Werkstoffklassen und Materialkombinationen zu untersuchen.

Im Zeichen der Digitalisierung ergeben sich neue Möglichkeiten, die relevanten Qualitätsmerkmale aus den Signalen automatisiert zu extrahieren, zu klassifizieren, als Metadaten auszuwerten und geeignet zu speichern bzw. auf digitalem Weg zu übermitteln. Auch in der 3D-Rekonstruktion und 3D-Visualisierung sowie in der Datenanalyse und Signalkompression großer Datenmengen sind neue Algorithmen durch Transfer von Methoden aus der Nachrichten- und Kommunikationstechnik entwickelt worden. Mit fortschrittlichen Methoden der Mustererkennung und der künstlichen Intelligenz lassen sich neuartige Möglichkeiten der 3D-Datenerfassung und -analyse generieren (maschinelles Lernen, kognitive Maschinen).

Prüfsysteme sind heute interagierende Maschinen mit der Fähigkeit zur Einbettung in digitale Industrieumgebungen (Robotik, Automatisierungstechnik, Datennetze und Cloud-Dienste). Auch in der intelligenten manuellen Inspektion sind erste Prototypen mit innovativer Assistenzfunktion realisiert. Dabei wird das prüftechnische Know-how mit Werkzeugen der erweiterten Realität (Augmented Reality), des Sensor-Trackings und unter Verwendung von HM-Interfaces (»Mensch-Maschine-Schnittstellen«) verschmolzen. Die am Fraunhofer IZFP neu entwickelten, validierten Technologie-Plattformen zeigen mit diesen Innovationen den Weg in die digitale Welt von morgen und für eine moderne industrielle Qualitätssicherung auf.

 

Stichworte

Qualitätssicherung, 3D-Datenerfassung, 3D-Auswertung, Mustererkennung, Künstliche Intelligenz, Mensch-Maschine-Assistenz

Hard- und Softwarekomponenten für das Ultraschallprüfsystem RAWIS: Produktionsintegrierte Prüfung von Eisenbahnrädern

© Foto Rosen Group

RAWIS Prüfsystem

Hohe Prüfempfindlichkeit bei gleichzeitig hoher Prüfgeschwindigkeit: Einsatz von Phased-Array-Technik und hardware-naher Datenverarbeitung

Vollautomatisierte Hundertprozent-Prüfung von Radkranz, Radnabe während einer Raddrehung

Einsatz smarter Auswertealgorithmen: Automatische Bewertung der Prüfergebnisse

Modulares Systemdesign: Einsatz im Bereich der Instandhaltungsprüfung mit nur geringem Modifikationsaufwand

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Akustische Resonanz-Analyse: Hundertprozentige Qualitätsprüfung des gesamten Komponentenvolumens im Bruchteil einer Sekunde

© Foto Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

Klangprüfung

Prüfung metallischer oder keramischer Serienteile, die in hohen Stückzahlen bei niedrigen Zykluszeiten produziert werden

Sehr schnelle Prüfung

Prüfung der gesamten Komponente (umfassende Prüfung)

Hohe Automatisierbarkeit

Umweltfreundlich durch Entfall aller Verbrauchsmaterialien

Zerstörungsfreie Prüfung an induktiv gehärteten Bauteilen

© Foto Fraunhofer IZFP

Kurbelwellenprüfung mit SHD-Sensor

Langjährige Erfahrung mit kundenspezifischer Hard- und Software

Optimierte Ultraschallelektronik (Eigenentwicklungen)

Automatisierte Systeme und Handprüfgeräte verfügbar

Keine Kalibrierung an Testkörpern notwendig

Objektive, nutzerunabhängige Messmethode

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Ventilfedern: Zerstörungsfreie Prüfung von Härte- und Eigenspannungs-Tiefenprofilen mit 3MA

© Foto Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser

Ventilfederscanner

Gleichzeitige Bestimmung von mehreren relevanten Qualitätsmerkmalen des Werkstoffs (Härte, Eigenspannungen etc.)

Keine Zerstörung des Prüfteils

Integration in vollautomatisierte Prüfsysteme

Kalibrierung notwendig

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