News for Factory Automation 2/2016 | Teknologier+Produkter xFokusx
Små korn, store blokker
Støpeprosessen er basert på et naturmateriale som vi ellers forbinder med ørkener og badestrender. Sand – presset og supplert med et bindemiddel – fungerer som en utsmeltingsmetode
(”lost mold”) for produksjon av tunge motorblokker. Disse sandkjernene danner et negativ av
motorblokken og fyller hulrommene under støping. Når støpematerialet har herdet, ødelegges
de og brukes til å lage nye støpeformer. Hver motorblokk skapes dermed med sin egen, individuelle støpeform av sand.
Siden kvaliteten på sandkjernen har avgjørende betydning for egenskapene til en motorblokk,
må kvalitetskontrollen begynne før støpingen. På grunn av det store antallet motorblokker som
produseres hver dag, ville imidlertid individuell kontroll av hver enkelt sandkjerne innebære
en betydelig belastning. Derfor er det nødvendig med en løsning som automatisk undersøker
sandkjernene i detalj og samtidig kan avgjøre hvorvidt de er egnet for støping.
”Inspirasjonen ble skapt av utfordringen”
Dr. Werner Neddermeyer, prosjektleder i VMT, så problemene innen produksjon av motorblokker
og utviklet et konsept. ”Vi vurderte de nødvendige målingene og hvordan de kunne utføres ved
bruk av våre sensorer”, sier han idet han beskriver de innledende fasene. ”Hvert eneste punkt i
sandkjernen må kontrolleres svært presist for at man skal kunne uttale seg om kvaliteten. Dette
er ikke enkelt, siden sandkjerner for motorblokker er komplekse støpeformer.” Den velprøvde
lyssnittmetoden viste seg raskt å være den riktige teknologien for detaljerte undersøkelser av
sandkjernene.
En ordinær lyssnittsensor var imidlertid ikke tilstrekkelig til å avbilde en sandkjerne med alle
dens detaljer. Kompleksiteten til en sandkjerne krevde et mer avansert sensorsystem, et system
som kunne kontrollere hvert eneste hjørne – en utfordring som Neddermeyer ga seg i kast med
sammen med Michael Kleinkes, utviklingssjef i VMT. Resultatet er et sofistikert samspill mellom
en rekke systemer som gir et presist 3D bilde av hver sandkjerne og automatisk sammenligner
det med CAD-designdataene.
Symbiose mellom SpinScan3D-sensorer
Løsningen bruker fire SpinScan3D-sensorer som jobber parallelt. Bevegelsen av og samhandlingen mellom de enkelte komponentene i dette multisensorsystemet er det som muliggjør
nøyaktig avbildning av de komplekse støpeformene. En kikk på innsiden av SpinScan3D viser
hvordan VMT har modifisert laserlinjetrianguleringen for denne oppgaven. Som i den tradisjonelle lyssnittprosessen brukes det et optisk prisme til å omdanne lysstrålen fra en laserenhet
til en jevntstrålende linje. To kameraer i SpinScan3D som opererer parallelt, undersøker hver for
seg en bestemt del av laserlinjen og registrerer høydeprofilen langs linjen. Denne doble laserlinjetrianguleringen gjør det mulig å utvide måleområdet uten å gå på akkord med målenøyaktigheten. Det spesielt nyskapende ved SpinScan3D består i utvidelsen av sensoren til å omfatte
en bevegelsesakse. Den dreies av en rotasjonsplattform slik at laseren på innsiden roterer
rundt sin egen akse, og den projiserte linjen går over objektet uten avbrudd. I denne prosessen dreies de to kameraene om midtpunktet til sensoren og registrerer kontinuerlig endringer
i laserlinjen.
05