Heißes Eisen unter der Lupe
Neues Laserlichtschnitt-Verfahren erkennt Fehler auch auf heißen Oberflächen.
Ein innovatives Verfahren zur Qualitätsinspektion heißer Oberflächen wird erstmals industriell eingesetzt: Ein großer türkischer Stahlproduzent optimiert mit dem in Österreich entwickelten Verfahren die Produktion von hochgeschwindigkeitstauglichen Eisenbahnschienen. Es beruht auf der Laserlichtschnitt-Technologie, die das kontaktlose Prüfen noch heißer Oberflächen erlaubt. Fehler der Oberflächenstruktur werden somit frühzeitig im Produktionsprozess erkannt. Die in Echtzeit arbeitende Technologie bietet gleich mehrere Vorteile: Kostenersparnis, Rationalisierung, Qualitätssteigerung sowie höhere Arbeitssicherheit und klare Dokumentation. Das DIRIS-3D-HOT-Verfahren wurde von der österreichischen Firma NextSense entwickelt und wird weltweit vertrieben.
Abb.: Anordnung der Komponenten des Inspektionssystems (Bild: NextSense GmbH)
In der Stahlproduktion sind Fehler der Oberfläche besonders kritisch: Geschultes Personal kann diese zwar leicht identifizieren - aber erst nach Abkühlung des gerade gewalzten Werkstücks. Ist das Produkt aber endlich einer visuellen Inspektion zugänglich, sind zwischenzeitlich schon viele weitere Stücke mit eventuell gleichem Fehler hergestellt worden. Ein innovatives Verfahren der NextSense GmbH in Graz, Österreich wird jetzt von einem türkischen Stahlproduzenten erstmals im industriellen Maßstab eingesetzt.
Das neue Verfahren beruht dabei auf der Laserlichtschnitt-Technologie – ein Verfahren der optischen 3D-Messtechnik, das die Berechnung eines präzisen Höhenprofils erlaubt. Dazu wird eine Laserlinie auf ein bewegtes Objekt projiziert. Verschiebungen der Laserlinie durch Änderungen der Oberflächenstruktur werden von mehreren Kameras registriert und mittels photometrischer Berechnungen in 3D-Koordinaten umgerechnet. Ist das Objekt vollständig unter der Laserlinie entlang geführt worden, erhält man ein komplettes Höhenprofil des Objekts. Dazu Christoph Böhm, Marketing Manager von NextSense: „Unser Verfahren arbeitet dabei völlig kontaktlos und automatisch. Der Kunde erhält 3D-Information in Echtzeit inklusive der räumlichen Tiefe von Produktionsfehlern und einer kompletten Dokumentation." Das Verfahren kann somit auch für noch heiße Oberflächen eingesetzt werden, wie sie bei der Stahlproduktion unmittelbar nach dem Walzen herrschen.
Daraus ergeben sich gleich mehrere Vorteile für den Nutzer. Die Fehler werden sehr frühzeitig im Produktionsprozess entdeckt und die Ursachenbeseitigung kann umfangreichere Fehlproduktionen vermeiden. Weiter erlaubt die automatisierte Fehlererkennung auch die Klassifizierung von Fehlern bzw. anderer Oberflächenstrukturen: Ausbrüche, Aufwalzungen, Riefen oder Schuppen werden genauso erkannt wie Stempelungen und Walzzeichen. Dabei beeindruckt die Performance des Verfahrens ungemein: Es erkennt Einbuchtungen mit einer Tiefe von nur wenigen Zehntelmillimeter – und klassifiziert sie.
Die Automatisierung der Oberflächeninspektion erlaubt zusätzlich auch eine Verbesserung der Arbeitssicherheit beim Umgang mit mehr als tausend Grad heißen Stahlprodukten, denn statt Mitarbeitern halten Kameras der Hitze stand. Ein weiterer großer Vorteil ist natürlich auch die vollständige Dokumentation der Messergebnisse: objektive 3D-Daten in farbigen Grafiken statt subjektive Einschätzungen von Mitarbeitern.
Die vielen Vorteile überzeugten nun auch einen führenden Stahlproduzenten in der Türkei. Nach eingehender Prüfung des Verfahrens entschied sich das Unternehmen, eine Anlage zur Herstellung fehlerfreier Schienenstränge zu bestellen. Gerade bei Eisenbahnschienen sind die Qualitätsanforderungen wegen des Ausbaus von Hochgeschwindigkeitsstrecken enorm gestiegen.
NextSense / CT
