Werkzeugverschleiß frühzeitig erkennen – direkt im Umformprozess, ohne zusätzliche Prüfstation und für hochdynamische Fertigungsprozesse.
Inform-QC ist ein autonomes, kamerabasiertes Inline-Qualitätskontrollsystem. Es analysiert die Oberfläche umgeformter Bauteile während der Produktion und erkennt so verschleißbedingte Veränderungen an Werkzeugen frühzeitig. Dadurch lassen sich Qualitätstrends im Prozess identifizieren und mögliche Fehlerursachen gezielt eingrenzen.
Inform-QC verbindet optische Sensorik und digitale Bildanalyse in einem kompakten Inline-Qualitätskontrollsystem. Der Sensor kann direkt in eine freie Station eines Folgeverbundwerkzeugs integriert werden und prüft die gefertigten Bauteile innerhalb des laufenden Prozesses.
Technische Grundlage ist Photometric Stereo: Das Bauteil wird nacheinander aus verschiedenen Richtungen beleuchtet und von einer fest positionierten Kamera aufgenommen. Aus den Bildern berechnet Inform-QC eine digitale Oberflächenkarte, die sogenannte Normal Map. Sie macht auch feine Veränderungen der Bauteiloberfläche sichtbar.
Ein fehlerfreies erfasstes Bauteil dient als Soll-Referenz. Während der Produktion vergleicht Inform-QC die aktuelle Oberfläche mit dieser Referenz und visualisiert Abweichungen in einer Verschleißmaske. So können verschleißbedingte Veränderungen lokalisiert und charakteristische Fehlerbilder möglichen Prozessstufen oder Werkzeugkomponenten zugeordnet werden – auch ein automatisiertes Stoppen des Prozesses ist denkbar.
Unternehmen in Blechbearbeitung, Werkzeugbau und Produktionstechnik
Werkzeugverschleiß erkennen, bevor Qualitätsprobleme entstehen
In schnelllaufenden Stanz- und Umformprozessen verändern Abrasion, Materialanhaftungen (Adhäsion) und ggf. sich ändernde Maschinenparameter die Oberfläche der eingesetzten Werkzeuge. Diese Veränderungen können sich auf die gefertigten Bauteile übertragen und zu Qualitätsabweichungen oder Ausschuss führen.
Konventionelle Prüfungen sind häufig dem eigentlichen Umformungsprozess nachgeschaltet. Dadurch kann es passieren, dass eine ganze Charge von Umformteilen ausgesondert werden muss. Für eine qualitätsgerechte Produktion ist daher ein Prüfsystem erforderlich, das Veränderungen frühzeitig erkennt – idealerweise direkt im Folgeverbundwerkzeug.
In einem Forschungsprojekt zur industriellen Blechumformung wurde die Grundlage für Inform-QC entwickelt: ein kostengünstiges Inline-Qualitätskontrollsystem auf Basis von Photometric Stereo. Es analysiert Bauteile kontinuierlich bei bis zu 400 Hüben pro Minute und erkennt verschleißbedingte Abweichungen frühzeitig.
Das System arbeitet autonom, benötigt kein spezielles Training und unterstützt dabei, Ausschuss und Stillstände zu reduzieren. Die Technologie schafft damit eine Grundlage für prädiktive Instandhaltung und intelligente Prozessüberwachung.
Darstellung von 400 Hüben pro Minute, teilweise in Slow-Motion
Sie möchten Inline-Qualitätskontrolle in Ihrem Umformprozess oder anderen Produktionsprozessen einsetzen? Sprechen Sie mit uns über Ihren Anwendungsfall.
Die entwickelte Lösung kann entweder auf neue Folgeverbundwerkzeuge angepasst oder direkt in eine freie Station eines Folgeverbundwerkzeugs integriert werden. Die Bauteiloberfläche wird dadurch innerhalb des laufenden Fertigungsprozesses erfasst.
Photometric Stereo ist ein optisches (bildbasiertes) Verfahren, bei dem ein Objekt aus mehreren Richtungen beleuchtet und fotografiert wird. Aus den Aufnahmen wird die Orientierung jedes Punktes/jeder Stelle der Bauteiloberfläche berechnet. Dadurch werden feine Oberflächenstrukturen und Variationen sichtbar.
Für Umformprozesse typische Oberflächenveränderungen, die durch Abrasion und Adhäsion entstehen. Charakteristische Veränderungen am gefertigten Bauteil können Hinweise auf den Verschleiß einzelner Werkzeug- oder Prozessstufen liefern.
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD