Ein undichter Tank im Auto wäre fatal. Deshalb erfüllen Tankschweißanlagen höchste Anforderungen der Automobilbranche.
Ein zuverlässiges Bildverarbeitungssystem unterstützt dabei die ­Qua­li­­tätssicherung. Dieses optische Stereosystem sorgt beim Schweißvorgang für die optimale Positionierung der zu verbindenden ­Bauteile.

Die Anforderungen an die Produktionsqualität in der Automobilbranche wachsen unaufhörlich. Ressourceneffizienz erhöhen und Fehlerquoten senken zählen zum Gebot der Stunde. Damit wachsen auch die Chancen für neue Qualitätssicherungssysteme mit höherer Zuverlässigkeit.
Eine neue Anwendung aus der Kombination von Digitalkameras und Lasertechnik kommt jetzt bei der Fertigung von Tanksystemen für PKWs zum Einsatz: Die jüngste Generation von Tankschweißanlagen der Firma BF-Maschinen im oberbayerischen Geretsried wird nun mit einem System von Framos ausgestattet, das beim Zusammenfügen von Tankbehälter und Einfüllrohr auf maximale Präzision achtet.

Herausforderung Mehrlagenkunststoff

„Die Herausforderung bei diesem Tank-Schweißverfahren resultiert hauptsächlich aus der Verwendung von Mehrlagenkunststoffen", betont Dr. Simon Che'Rose, Entwicklungsleiter bei Framos. Er erklärt weiter: „Beim Anschmelzen beider Bauteile während des Schweißvorgangs dürfen bestimmte Schichten - EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer)-Schicht/Trennschicht - nicht beschädigt werden, um nach der Verbindung zuverlässige Dichtheit zu gewährleisten." Das passgenaue Aufeinandertreffen der Teile in absoluter Parallelität ist Voraussetzung dafür.
Der kalibrierte Verbund aus einer hochwertigen industriellen Kamera und einem Laser repräsentiert ein aktives Stereosystem zur optischen Verkippungskontrolle, das Framos entwickelt hat. Der Laser projiziert hierbei ein Lichtkreuz auf die jeweilige Flanschfläche. Abweichungen der Parallelität der zu verschweißenden Flächen werden gemessen und der Anlagensteuerung mitgeteilt.

Äußerst geringe Toleranzen erlaubt

„Das optische System misst die Lage der relevanten Flanschflächen im Raum. Bei einer Verkippung eines Bauteils wird die Abweichung des Messwerts von der Anlagensteuerung mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen", erläutert Sebastian Stelting, Entwicklungsingenieur bei Framos, das Verfahren. Die zulässige Toleranz ist äußerst gering. Selbst wenn sich beide Flanschflächen jeweils innerhalb der engen Toleranzen befinden, können die beiden Abweichungen in der Summe trotzdem ergeben, dass die Teile nicht geschweißt werden können. „Wir haben hier jede Menge Intelligenz in das System gepackt, um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig die Steuerung der Qualitätsparameter ganz in der Hand des Anlagenbetreibers zu lassen", so Dr. Che'Rose.
Zusätzliche Kameraaufnahmen verstärken noch die Qualitätssicherung. Ihre Bilder dokumentieren bei jedem Schweißvorgang sowohl die Flanschflächen unmittelbar nach dem Aufwärmen als auch die Schweißwulst nach dem Fügen der Bauteile. „Damit", sagt Dr. Che‘Rose, „machen wir für jeden Tank die Fertigungssituation sichtbar und rekonstruierbar". Durch intelligente Nutzung der Prüfkameras auch für diesen Zweck sind insgesamt nur drei Kameras für eine Schweißstation erforderlich.

Reduzierte Fehlerquote

Mittlerweile befinden sich bereits mehrere Systeme bei Endanwendern in der Fertigung im Einsatz und erfüllen die Erwartungen: Die Fehlerquote ist reduziert und die Fertigung präziser. „Wir gehen davon aus", sagt Dr. Che'Rose, „dass dieser Anwendung noch eine Vielzahl weiterer folgen werden". Ihm zufolge würden die wachsenden Anforderungen an die Zulieferindustrie, und dies sei nicht nur im Automobilbereich der Fall, den Bedarf an optischen Systemen zur Qualitätssicherung weiter steigen lassen. „Mit der uns zur Verfügung stehenden, bewährten Technik können wir schnell und verlässlich Lösungen für dieses Aufgabengebiet entwickeln und liefern", resümiert der Entwicklungsleiter.