Fri Mar 22 2019

03 22

Robot-sensorsystem borgt kwaliteit

18/10/2018

Door Ad Spijkers

Deskundigen van het Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) in Saarbrücken hebben een door een robot ondersteund sensorsystem ontwikkeld, dat ten behoeve van kwaliteitsbewaking is te integreren in productieprocessen.


     

In veel sectoren in de industrie kunnen materiaalfouten leiden tot het vroegtijdig sneuvelen van eindproducten en het veilig gebruik hiervan beïnvloeden. In het kader van kwaliteitsborging is een sleutelrol weggelegd voor intelligente storingsvrije sensorensystemen. Zonder het materiaal zelf te beschadigen of het oppervlak aan te tasten, kunnen componenten of onderdelen al tijdens het productieproces snel en goedkoop worden geïnspecteerd.

De wetenschappers van Fraunhofer-IZFP ontwikkelen cognitieve sensorsystemen, dat wil zeggen intelligente, zichzelf aanpassende sensor-actuator-netwerken waarmee afzonderlijke processen of complete waarde toevoegende ketens kunnen worden bewaakt, geregeld en geoptimaliseerd. Hierbij staan niet alleen producieprocessen centraal, maar ook processen in de materiaal- en productontwikkeling, onderhoud, reparatie en hergebruik van materialen. Het instituut maakt hiertoe gebruik van de totale bandbreedte van beschikbare natuurkundige meetprincipes. Het non-destructieve systeem is te bekijken tijdens de Euroblech, 23-26 oktober in Hannover, in hal 11, stand A25.

Non-destructieve testmethoden

Het gebruik van tijdrovende destructieve testmethoden brengt hoge kosten met zich mee doordat producten worden beschadigd of vernield. Procesverstoringen worden op basis van steekproeven vaak pas herkend wanneer al op aanzienlijke schaal uitval is ontstaan. Non-destructieve testmethoden zijn een alternatief en met de juiste implementatie op lange termijn ook een vervanging voor destructieve methoden.

Het door ingenieurs van Fraunhofer-IZFP ontwikkelde, door een robot ondersteund sensorsysteem is snel en eenvoudig in productieprocessen te integreren. Het geautomatiseerde gebruik van intelligente non-destructieve sensorsystemen is niet alleen essentieel voor de borging van de optimale productkwaliteit in de werkplaats, maar ook onmisbaar voor het realiseren van actuele machine learning concepten.

Onderzoekers demonstreren tijdens de Euroblech het mogelijk gebruik van zulke systemen aan de hand van een het testen van in een pers uitgeharde onderdelen met behulp van EMUS en 3 3MA. EMUS staat voor elektromagnetisch opgewekt ultrageluid (Ultraschall); het maakt een contactloze foutbepaling in plaatwerk mogelijk. 3MA (micromagnetische multiparameter-, microstructuur- en spanningsanalyse) zorgt parallel daaraan voor een kwantitatieve materiaalkarakterisering.

De voordelen van de op een robot gebaseerde combinatie van de twee sensoren (EMUS en 3MA) zitten in het testen in enkele seconden, de bepaling en validering van meerdere relevane kwaliteitskenmerken en het het contactloos testen van plaatmateriaal. Door de gecombineerde, door sensoren ondersteunde testmethoden worden mechanische eigenschaften bepaald, bijvoorbeeld eigenspanningstoestand en hardheid van een staal. Maar ook worden defecten zoals scheuren of insnoeringen in een vroeg stadium ontdekt. Dit bespaart grondstoffen en kosten en draagt bij aan de versterking van de concurrentiepositie van de producent.

(foto: Fraunhofer IZFP / Uwe Bellhäuser)