Digitale Qualitätskontrolle - Flexible optische Montageprüfung ab Losgröße 1

Presseinformation / 1.10.2019

Für die Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH hat das Fraunhofer IFF ein neues System zur flexiblen optischen Montageprüfung entwickelt. Das modellbasierte Prüfsystem ermöglicht eine sichere und automatisierte Qualitätskontrolle ab Losgröße 1. Die Forscher stellen es auf der Messe Motek in Stuttgart, vom 7. bis 10. Oktober 2019 vor.

Modellbasierte Prüfung eines montierten Bauteils auf Vollständigkeit und Richtigkeit.
© Fraunhofer IFF

Modellbasierte Prüfung eines montierten Bauteils auf Vollständigkeit und Richtigkeit.

Die zunehmende Individualisierung industrieller Produkte führt zu wachsenden Variantenvielfalten und sinkenden Losgrößen. Dennoch muss die Qualität jedes Produkts und Bauteils garantiert werden können. Gerade bei Losgröße 1 stellt die Nullfehlerproduktion eine besondere Herausforderung dar. Die Qualitätskontrolle muss hier besonders effizient geplant und durchgeführt werden. Bei Produktionen mit hohen Stückzahlen werden die automatischen Prüfsysteme mittels Vergleichsmessungen bzw. -bauteilen oder Golden Units angelernt. Dieses Vorgehen ist aber bei Kleinstproduktionen oder gar Einzelfertigungen nicht wirtschaftlich.

Auch die Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH, Hersteller unter anderem von Flugsteuerungs- und Fahrwerkssystemen, steht vor dieser Herausforderung. Ihre Produkte unterliegen höchsten Anforderungen an Qualität und Sicherheit, werden aber oft nur in Kleinstserien produziert. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF hat das Unternehmen nun ein spezielles System zur flexiblen, automatisierten optischen Montageprüfung für diese Anwendungsfälle entwickelt. In der ersten Phase wird es vom Unternehmen für die optische Prüfung diverser Baugruppen für Flugsteuerungssysteme getestet.

Das Inspektionssystem verwendet einen mit optischen Sensoren ausgestatteten, softwaregesteuerten Roboterkopf sowie eine spezielle Prüfsoftware des Fraunhofer IFF. Es checkt das fertige Bauteil selbstständig auf Montagequalität und Vollständigkeit. Das System gewährleistet eine hochflexible und exakte Montage- und Vollständigkeitsprüfung auch für kleinste Losgrößen.

Digitales Modell als Testumgebung

Für eine wirtschaftliche Prüfplanung trotz einer hohen Variantenvielfalt und kleinen Losgrößen nutzt das neue Prüfsystem die 3D-CAD-Modelle der Prüflinge. Es erstellt ein vollständiges digitales Abbild nicht nur des Bauteils sondern auch der gesamten für die technische Prüfung notwendigen Hardware, inklusive der exakten Funktionsbeschreibung aller Sensoren. In dieser digitalen Umgebung wird der Prüfvorgang vorab vollständig digital simuliert und synthetische Soll-Messdaten werden generiert. Im Anschluss legt die Software selbstständig eine flexible Ansichtenplanung und eine Prüfreihenfolge an. Und sie kalibriert und steuert automatisch den Sensorkopf für die reale Prüfung, in der in einem Soll-Ist-Abgleich die realen gemessenen Prüfdaten des Werkstücks mit den Soll-Daten aus der Simulation verglichen werden.

»Diese Lösung bieten wir als vielfach erprobte Technologiebausteine oder vollständige, schlüsselfertige Lösungen an«, erklärt Dr.-Ing. Dirk Berndt, Abteilungsleiter am Fraunhofer IFF. »Zu den Vorteilen für den Kunden gehören, dass eine objektive Qualitätsprüfung trotz kleiner Losgrößen und hoher Variantenzahl automatisiert und sehr wirtschaftlich durchgeführt werden kann«.

Das Forschungsinstitut stellt die Technologie auf der Motek, der Internationalen Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung, vom 7. bis 10. Oktober 2019 in Stuttgart, vor.