FLIR-Wärmebildkameras sorgen für konsistente Qualität bei FIAT

Für einen effizienten Kraftstoffverbrauch müssen Autos einerseits leicht und andererseits stabil sein. Um beiden Anforderungen gerecht zu werden, bestehen moderne Karosserieteile heute jeweils aus einer inneren Strukturschicht und einer äußeren Stahlblechschicht, die mit einem speziellen Strukturkleber dauerhaft miteinander verbunden werden. Der Klebevorgang erfolgt mittels Induktion.

Dieser Vorgang birgt einige Tücken. Dabei muss stets eine gewisse Temperatur eingehalten werden, damit die Schichten perfekt zusammenhalten. Damit der Klebevorgang reibungslos verläuft, setzt FIAT nun Wärmebildkameras von FLIR ein, die den Prozess automatisch überwachen.

Die Flexibilität von Karosserieteilen ist durch strenge Sicherheitsanforderungen vorgeschrieben. Dadurch sollen die Risiken für Insassen und andere Verkehrsteilnehmer minimiert werden. Derzeit setzt die Automobilindustrie hierfür bevorzugt eine Kombination aus Leichtmetallteilen und modernsten Verbindungen mit chemischen Komponenten ein. So wird die Motorhaube entlang den Rändern steif und bleibt in der Mitte flexibel. Durch die steife Struktur und Flexibilität der Teile wird das Verletzungsrisiko für Fußgänger bei Unfällen minimiert.

Der Schlüssel zur Kombination beider Elemente liegt in der Verbindung der einzelnen Teile. Für eine stabile Verbindung zwischen Kunststoff und Metall muss der Klebstoff eine Temperatur zwischen 150 und 180 °C haben. Automobilhersteller erhitzen den Klebstoff durch elektromagnetische Induktion auf die erforderliche Temperatur. Mit einem Elektromagnet wird Wirbelstrom in einem elektrisch leitfähigen Gegenstand (in diesem Fall in der Metallschicht) erzeugt. Durch den elektrischen Widerstand des Metalls erhitzt sich der Gegenstand.

Erhitzen auf 180 °C binnen Sekunden

Durch den Widerstand der Metallschicht erhitzt sich der jeweilige Gegenstand innerhalb von Sekunden auf die gewünschte Temperatur. Durch die Wärme Metallfläche erwärmt sich der Klebstoff auf die Temperatur der Prepolymerisierung. Dabei geht er vom viskosen in den festen Zustand über und geht dabei eine Bindung mit der Metallschicht ein.

Je nach Art des Klebstoffs und Anzahl der erforderlichen Verbindungen kann dieser Vorgang unterschiedlich lange dauern. In der Regel nimmt er zwischen 40 und 45 Sekunden in Anspruch.

Wie bei allen technischen Verfahren können jedoch auch hier Fehler auftreten. Wenn die Temperatur an einem oder mehreren Klebpunkten nicht in dem Bereich liegt, in dem der Klebstoff einwandfrei funktioniert, erreicht die erzeugte Klebverbindung nicht die gewünschte Stabilität.

Qualitätskontrollen mit Kameras der A-Serie für einwandfreie Klebverbindungen

FIAT suchte nach einer Methode, mit der die Stabilität von Klebverbindung bei laufender Produktion überprüft werden konnte. Das in Italien ansässige Unternehmen Inprotec hatte genau die richtige Lösung zur Hand: ein Qualitätstest mit einer A615-Wärmebildkamera von FLIR.

Inprotec wurde 1992 in Mailand gegründet und bietet High-Tech-Ausrüstung für industrielle Sicherheitsanwendungen an. Die Spezialisten von Inprotec erkannten bald das Potenzial der Wärmebildtechnik und das Unternehmen wurde zugelassener Händler für FLIR-Produkte. Mittlerweile betreibt Inprotec Geschäftsstellen in Mailand, Rom, Sizilien und sogar in Algerien.

Die zuverlässige und genaue A615-Wärmebildkamera von FLIR erkennt Temperaturunterschiede von bis zu 0,05 °C und erstellt Wärmebilder mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixeln. Falls im Induktionsprozess nicht die richtige Temperatur erreicht wird, wird zur Warnung des Personals ein automatischer Alarm ausgelöst. Da die Klebverbindung ohne die richtige Temperatur nicht die erforderliche Stabilität erreicht, muss die Komponente in einem solchen Teil entsorgt werden.

Roberto Ricca, Vertriebsleiter der Abteilung für Wärmebildtechnik von Inprotec, ist hochzufrieden mit der Qualität der A615-Wärmebildkamera von FLIR. „Die Kamera liefert genau die detaillierten Wärmebilddaten, die wir für diese Art von Anwendung brauchen.“

Software

Mithilfe des Software-Entwicklungssatzes von FLIR entwickelte Inprotec die Schnittstelle für die Verarbeitung der Wärmebilddaten mit der FLIR A615. Zur Rückverfolgbarkeit der Qualität bei der Produktion von Motorhauben werden die Wärmebilddaten auf einem Server gespeichert. Die Techniker von Inprotec setzten die Wärmebildkamera in ein robustes Schutzgehäuse ein. Dieses ist mit einem Lüfter versehen, der verhindert, dass das Objektiv der Kamera durch Dämpfe verschmutzt wird. Der Abstand zur zu messenden Komponente beträgt vier Meter, sodass ein automatischer Roboterarm genügend Platz zum Bereitlegen und Entfernen der Komponente hat. Eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche mit Touchscreen ermöglicht die schnelle und einfache Bedienung durch das Werkspersonal.

GigE Ethernet-Verbindung

„Die radiometrischen Videos der Wärmebildkamera werden über eine GigE Ethernet-Verbindung an den Computer übertragen“, erläutert Ricca. GigE Vision ist eine neue Norm für Kameraschnittstellen, die unter Verwendung der Gigabit Ethernet-Kommunikationsschnittstelle entwickelt wurde. GigE ist die erste Norm, mit der selbst bei großen Entfernungen eine schnelle Bildübertragung über preisgünstige Standardkabel möglich ist. Mit GigE Vision können Hardware-Komponenten und Software-Lösungen von verschiedenen Herstellern nahtlos miteinander zusammenarbeiten.

Marco Simioli, Technischer Manager bei KGR, dem Hersteller der Induktionsgeräte, lobt die Leistung der A615-Wärmebildkamera von FLIR: „Mit dem A615-System von FLIR können wir das volle Potenzial der Fertigungslinie ausschöpfen. Anhand der Wärmebilddaten können wir den Erhitzungsprozess bewerten und optimieren. Bei einem Alarm sortiert das Personal die Komponenten, die die Anforderungen nicht erfüllen, aus und ergreift die entsprechenden Korrekturmaßnahmen an der Fertigungslinie.“

Anpassung des Systems für zukünftige Modelle

Der Computer gleicht die Temperaturwerte von mindestens 16 Messpunkten mit voreingestellten Parametern ab. Sind die gemessenen Werte zu hoch oder zu niedrig, wird ein Alarm ausgelöst. Laut Ricca können Benutzer im Handumdrehen weitere Messpunkte hinzufügen. „Dies ist eine wichtige Funktion. Aufgrund seiner Flexibilität kann das System auch für zukünftige Automodelle angepasst werden.“

Bei neuen Automodellen werden immer mehr Klebeverbindungen eingesetzt, erklärt Ricca. „Dadurch wird ein zuverlässiger und kostengünstiger Qualitätstest zur Aufrechterhaltung der Qualität und Produktionsrate noch wichtiger. Mit dem Testverfahren mit der A615-Wärmebildkamera von FLIR haben wir die ideale Lösung gefunden.“