Flexible, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (NDT) durch Radioskopie Robotergestütztes Inlineröntgen mit HeiDetect

Flexible, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (NDT) durch Radioskopie

Robotergestütztes Inlineröntgen mit HeiDetect

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Die industrielle Radioskopie ist die einzige Methode für die zerstörungsfreie Messung des Inneren komplexer Werkstücke. Die vollautomatischen Röntgenprüfanlagen der Serie HeiDetect liefern einen wesentlichen Beitrag zu einer perfektionierten Prozesskette für die Serienfertigung.

Bei der industriellen Radioskopie emittiert eine Röntgenquelle Strahlung, die die Prüfobjekte durchdringt. Die Reststrahlung erstellt ein Schattenbild des Prüfkörpers an einem gegenüberliegend angebrachten Detektor. Defekte, beispielsweise ein Lufteinschluss, werden somit erkennbar. Bei der vollautomatischen Radioskopie werden mit einem Manipulationssystem Prüflinge automatisch positioniert und Bilddaten erzeugt. Diese werden dann im Anschluss mit einer Software zur Defekterkennung ausgewertet. Nach definierten Kriterien werden detektierte Defekte bewertet und die Prüflinge aufgrund dieser Bewertung automatisch ausgeschleust oder zur weiteren Verarbeitung übergeben.

Das neu geschaffene Anwendungsspektrum der Röntgenprüfanlagen der Maschinenserie HeiDetect umfasst referenzfreie und referenzbasierende Prüfungen von z. B. Leichtmetallrädern bis 26 Zoll, Fahrwerks- teilen, Bauteile für die Luft- und Raumfahrt oder die Prüfung von Schweißnähten an Schweißbaugruppen. Auch Teile aus Kunststoff und Composite können überprüft werden. Die neu entwickelten 2D-/3D-Prüfanlagen setzen weitere Maßstäbe: Die Prüfanlagen von Erhardt + Abt ermöglichen durch Einsatz eines Roboters und durch den Einsatz einer leistungsfähigen Röntgentechnologie eine einzigartige, schnelle und flexible zerstörungsfreie Röntgenprüfung von Werkstücken.
Eine Röntgenprüfanlage von Erhardt + Abt kann mit unterschiedlichen Röntgensystemen bestückt werden. Somit ist eine Leistung von bis zu 80 kW möglich. Der außergewöhnliche Nutzen für die Anwender ist die enorme Taktzeitverkürzung durch extrem verkürzte Belichtungszeiten. Dabei sind Belichtungszeiten von bis zu 5 Millisekunden realistisch. Durch die leistungsfähige Bildverarbeitung lassen sich Gießfehler wie beispielsweise Lunker, Poren, Nester und Fremdkörper erkennen und klassifizieren. Defekte sind ab einem Bereich von 3 % der durchstrahlten Wandstärke erkennbar. Großflächige Oxide können ab einer Größe von 1 % der Wandstärke detektiert werden.
Die aufbereiteten Bildergebnisse werden in Echtzeit an die Produktion übermittelt und ermöglichen Trendverfolgung und kontinuierliche Produktqualitätsoptimierung mit dem Ziel, den Produktionsausschuss zu minimieren.
HeiDetect Wheel 2.0
Bereits die erste Generation der Röntgenprüfanlage ermöglichte, durch die vollständige strahlengeschützte Einhausung, die völlige Integration der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (NDT) in den Fertigungs- bzw. Herstellprozess. Auf dieses bewährte Konzept baut die Generation 2.0 auf. Das Hauptmerkmal der neuen Generation ist der jetzt integrierte Kuka Roboter in der Röntgenkabine und die neuartige DRAGONFLY-Technologie. Der Roboter stellt mehr Freiheitsgrade zur Verfügung als das zuvor verwendete Portalhandling. Die DRAGONFLY-Technologie in Kombination mit einer Hochleistungsröhre ermöglicht es nun, hochaufgelöste Röntgenbilder während der Bewegung des Bauteils aus unterschiedlichen Perspektiven zu erstellen.
Modularer Aufbau des Maschinenkonzepts
Kundenspezifische Kriterien der Prüfergebnisse können für verschiedene Bildregionen unabhängig voneinander definiert werden. Beginnend bei einer modular erweiterbaren Grundausstattung, stehen dem Kunden alle Optionen bis zur High-End Version zur Verfügung. Die komplette Bedienung der Prüfanlage aus einem entfernten Leitstand ist realisierbar. Mit individuellen Zusatzoptionen können bis zu acht Anlagen von einem Bedienplatz aus angesteuert werden. Weitere Funktionen wie beispielsweise Lasern und Labeln können in den Fertigungsablauf problemlos integriert werden. Die Anbindung an ein bestehendes Betriebsdatenerfassungssystem (BDE) kann ebenfalls erfolgen.
HeiDetect Flex CT
HeiDetect Flex CT ist eine vollautomatische Röntgenprüfanlage für Werkstücke. Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einem 7-Achs-System, aufgebaut auf einem Granitunterbau und ebenfalls einem Roboter. Glasmaßstäbe und der Aufbau des Achssystems ermöglichen eine hohe Genauigkeit und eine sehr gute Temperaturstabilität. Dadurch kann eine absolut genaue und reproduzierbare Vermessung der Werkstücke durchgeführt werden. Der 6-Achs-Roboter bietet eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Prüfteile. Durch den Einsatz eines Roboters kann die Anlage auch inline betrieben werden. Der Roboter kann je nach Prüfaufgabe, das Beladen des Achssystems oder die Positionierung der Prüflinge im Strahlengang übernehmen. Mit der Bilderfassungs- und Auswertesoftware ISAR für 2D-Prüfungen und PIDA für 3D-Prüfungen sowie dem Detektor XEye ist eine referenzlose, parametrierbare Auswertung der Aufnahmen möglich. Die Auswertesoftware ISAR und PIDA sowie der Detektor XEye sind erprobte und bewährte Entwicklungen des Fraunhofer-Entwicklungszentrums für Röntgentechnik (EZRT), dem Entwicklungspartner von Erhardt + Abt. Im Gegensatz zu herkömmlichen taktilen Koordinatenmessverfahren werden bei der Computertomographie alle Oberflächenpunkte eines Objekts gleichzeitig angetastet, einschließlich verborgener Merkmale, die mit anderen Messverfahren nicht zerstörungsfrei gemessen werden können.
HeiDetect Inline CT
Durch fertigungsintegrierte Mess- und Prüfsysteme lassen sich Qualitätsabweichungen bereits bei ihrer Entstehung erkennen und möglichst früh und damit kostenoptimal korrigieren. Der geringe Flächenbedarf und die vollständige Einhausung ermöglichen eine Integration des Prüfprozesses in den Fertigungsprozess. Flexibilität wird durch die Anpassung eines Waren- bzw. Werkstückträgers erreicht. Die Anlagen von Erhardt + Abt sind sowohl als Insel- oder als Inlinelösung erhältlich. Eine Einbindung in alle gängigen Fördersysteme ist problemlos möglich. Die klassische Anwendung der industriellen röntgenbasierten 2D/3D-Computertomographie ist die Prüfung und dreidimensionale Messung von Gussteilen aus Metall, Kunststoff und Composites. Jedoch eröffnet die hochauflösende Röntgentechnik in der Kombination mit einem Industrieroboter nun auch eine Vielzahl neuer Anwendungen.
Erhardt + Abt Automatisierungstechnik GmbH www.roboter.de

Der Autor
Michael Frieß, Technischer Leiter, Erhardt + Abt Automa- tisierungstechnik GmbH
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