Roboterröntgenanlage für Automobilbauer
Bis auf den Mikrometer
In einem Pilotprojekt zum Einsatz von robotergestützter Computertomographie im Automobilbau hat sich gezeigt: Bereits in einer frühen Entwicklungsphase kann die Qualität von Gesamtfahrzeugen ohne Zerlegen umfassend analysiert werden.
Komplette Fahrzeuge können jetzt bis in die Mikrometerebene analysiert werden. (Bild: BMW Group)
Mittels Computertomographie will BMW die gesamte Fahrzeugpalette bereits in frühen Entwicklungsphasen auf verschiedene Qualitätsparameter testen. Dazu wurde ein neues Röntgensystem im Forschungs- und Innovationszentrum in München mit der Größe von 7x9x4,5m installiert. Die Scans werden von vier koordinierten Robotern durchgeführt, die auf zwei externen Linearachsen verfahren. Dabei arbeitet je ein Roboter mit Röntgenröhre mit einem Roboter mit Detektor zusammen. Die Röntgenstrahlen gehen von der Röntgenröhre durch das Prüfobjekt hindurch auf den gegenüberliegenden Detektor. Je nach Prüfaufgabe befindet sich dabei meist ein Roboter innerhalb und der andere außerhalb der Karosserie.
Untersuchung bis ins Detail
Die Industrieroboter haben eine Reichweite von 3m und mehr, sodass sie praktisch jeden Punkt der komplex geformten Objekte erreichen können. Die Karosse kann mit dieser Technologie bis ins Detail untersucht werden, ohne dabei etwas zu beschädigen. Um die hohen Auflösungen zu erreichen, sind sehr präzise Komponenten notwendig. Die Roboter erreichen Genauigkeiten von ¼mm, während für das CT je nach Anwendung mindestens ein 1/20mm notwendig sind. Deshalb korrigiert ein Computerprogramm die geometrischen Ungenauigkeiten der Roboter mit intelligenten Algorithmen und berechnet aus einem Stapel Röntgenbildern ein mehrschichtiges 3D-Bild. So entstehen Schnittbilder durch die Prüfobjekte mit einer rechnerisch maximalen Auflösung von unter 100µm. Dieser Detaillierungsgrad wird benötigt, um z.B. Schweißnähte und Verschraubungen zerstörungsfrei zu prüfen oder Klebeverbindungen der Karosserie zu analysieren.
Schnittstellenimplementierung
Heitec übernahm bei diesem Projekt die Programmierung und Inbetriebnahme der Roboter sowie die Montage der Röntgenröhren und der Detektoren sowie die Umsetzung der Sicherheitstechnik. Zudem implementierte das Unternehmen die Schnittstellen zur SPS, zu den Robotern und zu Volex, der Auswertungssoftware des Fraunhofer-Entwicklungszentrums für Röntgentechnologie (EZRT). Außerdem konzipierte das Unternehmen für das Projekt einen digitalen Zwilling, der die Anlage in Echtzeit virtuell abbildet. Er kann künftig die Grundlage für eine automatisierbare Kollisionskontrolle zwischen Robotern und Prüfobjekt bilden.
