Ob bei der Harley oder der Familienkutsche - nur einwandfrei funktionierende Bremsen garantieren die Sicherheit von Insassen und Gefährt. Fahrzeug-Hersteller setzten deshalb auf Bremsscheiben mit nachweislich kontrollierter und reproduzierbarer Serienqualität. Die Qualitätskontrolle beschränkt sich hier nicht auf eine Endkontrolle. Bereits vor der Weiterveredelung werden die Komponenten auf Fehler geprüft - mit einer Anlage, die Inspektion und Handhabung integriert.

Roh-Bremsscheiben vor der Weiterveredelung zu kontrollieren rechnet sich. Denn es gibt Fehler, die bereits in diesem Produktions-Schritt ersichtlich sind und damit den späteren Gebrauch und den Verkauf der Bremsscheibe unmöglich machen. Allerdings geschieht die Prüfung dieser Roh-Bremsscheiben bislang meist manuell. Dies führt zu subjektiven Bewertungen, da ständig wechselnde Personen eine immer gleiche Prüfung durchführen sollen. Unzureichend durchgeführte Prüfungen können zu hohen Fehlerfolgekosten bis hin zu Rücklieferungen und Imageverlust führen. Das Hamburger Unternehmen ibea hat eine Anlage für die automatische Bremsscheibenprüfung entwickelt, die die Inspektion und Handhabung miteinander integriert. Ziel war es dabei, die manuelle Inspektion zu ersetzen und bereits existierende maschinelle Überprüfungen in dieselbe Anlage zu integrieren, so dass ein gesamtheitliches Protokoll der Bremsscheibe erstellt werden kann.

Fehlerseparierung im Dunkelfeld
Roh-Bremsscheiben sind Gussteile. 90% der Fehler werden durch diesen Prozess-Schritt verursacht, wie z.B. Lunker, Poren, Blasen, Anguss oder zugegossene Lüfter. Die anderen 10% sind beispielsweise Putz- oder Kernfehler. Ein Großteil der aufgezählten Fehler weist Vertiefungen auf. Das bedeutet, dass zur Fehlerdetektion üblicherweise Triangulationslaser eingesetzt werden. Da aber gleichzeitig die Oberfläche geprüft werden soll, stattet ibea die Bildverarbeitung stattdessen mit entsprechenden Dunkelfeld-Beleuchtungen aus, die Vertiefungen erkennen. Auf diese Weise können Kontrastfehler getrennt behandelt werden.

Aufbau der Anlage
Die als autarke Prüfzelle aufgebaute Anlage besteht im Wesentlichen aus einer einfachen Zentrier-Vorrichtung zur definierten Drehung der Bremsscheibe. Drei Dalsa-Zeilenkameras mit CameraLink-Schnittstelle nehmen während der Drehung die Ober- und Unterseite sowie die Kühlkanalseite auf. Durch dieses einfach gestaltete Handling ist eine rasche Bearbeitung bei unterschiedlichen Abmessungen möglich. Ferner reduziert sich der Verschleiß auf wenige Teile. Die Genauigkeit der Bildaufnahme ist sogar für Messungen geeignet. So kann auf teure Handhabungs-Roboter verzichtet werden.
Die Rohbremsscheiben werden meist auf Rollenbahnen angeliefert. Das Inspektionssystem ist für verschiedene Durchmesser (max. 50 cm) und Höhen (max. 15 cm) konzipiert. Die Parameter werden jobbasiert gespeichert, bzw. nach Anwahl angefahren. Dazu werden nicht nur die Datensätze zum Referenzvergleich der Bildverarbeitungsdaten, sondern auch Positionen, für z.B. Beleuchtungselemente oder andere mechanische Voreinstellungen, bereit gestellt. Die Scheiben werden über eine Eingangstaktung einzeln in die Prüfzelle eingefahren. Der Transport erfolgt auf verschleißfreien Ketten, zunächst auf einem Vereinzelungsband und nach der Übergabe auf einem Prüfband, auf dem die Scheibe zur Zentriervorrichtung gefahren wird. Alle Förderprozesse sind mit einem leistungsfähigen Servomotor ausgeführt.

Kamera läuft...
Die Scheibe wird mittig über die Vorrichtung gefahren. Dort wird sie vorzentriert und angehoben, um anschließend feinzentriert zu werden. Sobald dies abgeschlossen ist, wird die Scheibe um 360° gedreht und dabei mit den drei Zeilenkameras aufgenommen. Eine Kamera nimmt dabei ein Bild von schräg unten auf, eine weitere von schräg oben. Die dritte Kamera nimmt die Kühlkanäle auf. Dabei sorgt eine spezielle Laserbeleuchtung für die ausreichende Ausleuchtung der Bauteile.
Die Aufnahme von schräg oben bzw. unten ist so angeordnet, dass alle Fehler mit nur einer Aufnahme und einer festen Beleuchtung aufgenommen werden können. Dies gilt insbesondere für Gussfehler wie z.B. Lunker oder Blasen.

Vielzahl an Prüfkriterien
Bei der Roh-Bremsscheibe werden folgende Kriterien geprüft: Durchmesser und Höhe, Aufdruck bzw. Zeichen, Lunker, Verputzer, anhaftende Gussteile, zugegossene Lüfter, halbe Lüfterschlitze, Lunker im Lüfter, Risse und Deformationen. Verschmutzungen - auch wenn sie aussehen wie Fehler - dürfen nicht ausgeworfen werden. Deshalb ermittelt das System mit der Auswertung der Dunkelfeldbeleuchtung, ob es sich um einen rein flächigen Fehler oder einen Fehler mit einer Vertiefung handelt. Auf die üblicherweise eingesetzten Laser-Triangulationsverfahren verzichtet ibea dabei bewusst.
Die Anlage arbeitet fast verschleißfrei bei sechs Scheiben pro Minute. Sie besteht aus einem Bildverarbeitungsteil und einem Antriebsteil, der in einem Systemschaltschrank untergebracht ist. Die Bedienungen und Motorverstellungen werden von einem Programm aus gesteuert. Die Anlage ist bedienerfreundlich und für die Verkettung im Linienverbund geeignet. Für die Gutteil-/Schlechtteil-Separierung können Umlenkförderbänder oder Auswerfer angeboten werden. Die Übergabe an einen Pack-Roboter ist vorbereitet.

Kompakt und wirtschaftlich
Die Anlage besteht aus einem Grundkörper, der als Schweißkonstruktion ausgeführt ist. Darauf aufbauend sind alle motorischen Antriebselemente angebracht. Um Erschütterungen abzukoppeln sind die optischen Elemente - Kamera und Beleuchtung - über Shock Absorber montiert. Die Anlage verfügt über Ein- und Auslaufbänder (Rollenbahn) und kann sofort in den Linienverbund eingebracht werden. Entsprechende Triggersensoren und Zähler sind bereits integriert. Die Einhausung besteht aus einem lichtdichten Kasten, der einen Überdruckanschluss aufweist, um gefilterte Luft anzusaugen und einen leichten Überdruck in der Messkabine aufzubauen. Die Anlage benötigt 6 bar Druckluft und hat einen Wide Range 110-300 V/AC Eingang.
Der Invest in diese Anlage ist sehr wirtschaftlich: Sie amortisiert sich innerhalb von 1,5 Jahren.