Ultraschallprüfsystem für Schweißnähte
an Rotoren
umfassende Analyse
Schweißnahtprüfung mit Phased Array Ultraschall Technologie minimiert Taktzeiten
VOGT Ultrasonics realisierte für einen Zulieferer der Automobilindustrie, eine voll-automatisierte Phased Array Ultraschallprüflösung von Elektronenschweißnähten an Rotoren für Asynchronmotoren.
Die Aufgabe war es ein Prüfsystem zu entwickeln, welches Rotoren in kürzester Zeit verlässlich prüft, wobei eine sehr hohe Anlagenverfügbarkeit sichergestellt werden sollte. Konstruiert wurde das System als Integrator und fester Bestandteil einer Produktionsstraße.
Phased Array und Bubbler-Technik
Das eingesetzte PROline Phased Array Ultraschallprüfsystem arbeitet tauchfrei in Bubblertechnik. Hierbei wird das Bauteil zur Ankopplung des Ultraschalls lokal mit Wasser benetzt. Wodurch eine aufwändige und kostenintensive Trocknungsstufe nicht benötigt wird.
Der Einsatz der Phased Array Ultraschall Technologie führt ebenfalls zu einer erheblichen Reduktion der Prüfzeit. Phased Array Ultraschallsysteme basieren auf dem Prinzip der Multi-Elemente-Prüfung. Ein Prüfkopf kann bis zu 128 Elemente besitzen, die einzeln oder gruppenweise kontrolliert elektronisch angeregt werden können. Dadurch wird ein fokussierter Ultraschall erzeugt. Die Prüfsoftware erstellt zwei- und dreidimensionale Ansichten des Bauteils mit den Prüfbereichen, die die Größen und Orte der erkannten Fehler anzeigen. Die Vorteile dieser Technik sind dabei die Strahlfokussierung und –lenkung und die Möglichkeit der linearen oder sektoriellen Prüfung. Hierdurch werden Fehler mit nur einem Prüfkopf, richtungs-unabhängiger, schnell und sicher erkannt.
Das entwickelte Ultraschallprüfsystem erzielt so im Vergleich zu der konventionellen Prüfmethode eine Taktzeitreduzierung um den Faktor 30.
zuverlässig
Automatisierung schafft Prüfsicherheit
Nachdem die Rotoren durch die Anlagen des Kunden schnell und präzise verschweißt wurden, werden sie im nachfolgenden Prozessschritt einer automatischen Qualitätskontrolle unterzogen und mit Hilfe eines Roboters im 24/7 Betrieb der PROline Ultraschallprüfanlage zugeführt. Die Prüfaufgabe sieht vor, dass die Schweißnähte von den aus Kupfer bestehenden Bauteilen an ihren beiden Stirnflächen auf Ungänzen geprüft werden.
Optional erfolgt die 0° Markierung des zylindrischen Bauteils mittels eines Dorns, der durch einen Pneumatik-Stempel in das Bauteil getrieben wird. Dies ermöglicht bei Bedarf eine ortsgetreue, metallurgische Nachuntersuchung des Bauteils an den Fehlerstellen.
Geprüft wird auf Anbindungsfehler mit einer Größe von bis zu 0,35mm2. Nach dem Scan der ersten Stirnfläche wird das Bauteil von einem in der PROline Prüfanlage befindlichen Greifer gedreht, optional erneut markiert und die zweite Stirnfläche geprüft.
Die Prüfsoftware wertet auf Basis zuvor festgelegter Bewertungskriterien automatisiert die Prüfdaten aus und kommuniziert das Prüfergebnis (i.O. /n.i.O) an die Zentralsteuerung des Kunden. Hierbei kommt aufgrund der komplexen nicht zusammenhängenden Prüfbereiche die PROline Rasterscansoftware mit einem Schablonen-Synchronisationsmodul zum Einsatz. Anschließend werden die Bauteile durch einen Roboter automatisch in den weiteren Produktionsablauf gegeben oder als nicht in Ordnung aussortiert.
