• Firma: Stresstech GmbH
  • Land: Deutschland
  • Autor(en): Rico Dobrenko
  • Artikel vom: 16 September 2014
  • Seitenaufrufe: 1435
  • Artikel Nummer: 048-022-d
  • Kategorie(n): WERKZEUG FERTIGUNG
  • Automatisierte Schleifbrandprüfung an Gerad- und Schrägverzahnungen

    Die zuverlässige Prüfung von Verzahnungen auf thermische Schädigungen mittels Barkhausenverfahren erfordert eine exakte Sensorführung. Bisher ist dazu eine komplexe, jedoch sehr flexible Roboterlösung nötig oder man verlässt sich auf sehr gut ausgebildete Prüfer. Mit der GearScan 500 steht der Industrie nun eine einfach zu bedienende Prüfanlage zur Verfügung.

    In den letzten Jahren haben die Anforderungen an Material und Werkstück mehr und mehr zugenommen. Um effizient produzieren zu können, werden die Prozesse immer weiter bis an ihre Grenzen ausgereizt. Gerade bei der zerspanenden Produktion ist das Erreichen einer Prozessgrenze fatal. Neben relativ einfach zu messenden Merkmalen wie Oberflächenrauheit oder Kontur wird immer öfter eine Überprüfung der Werkstücke auf thermische Beeinflussung der Randzone an den Funktionsflächen verlangt. Bekannte und industrieerprobte Verfahren sind das Nitalätzen sowie die Prüfung mittels Barkhausenrauschen. Bei dem Barkhausenrauschen handelt es sich um ein mikromagnetisches Verfahren, bei dem ein Sensor die zu prüfende Oberfläche abscannt. Die Sensorik wird speziell zur Verzahnungsprüfung ausgelegt um ein bestmögliches Signalverhalten zu erreichen. Dabei ist eine präzise Sensorführung nötig. Gerade auf Verzahnungen ist eine exakte Sensorführung sehr anspruchsvoll. Existierende Lösungen benutzen einen 6-Achs Roboter mit einem zusätzlich koordiniert angesteuerten Rundtisch für das Werkstück. Diese Lösungen sind äußerst flexibel und können neben Gerad- und Schrägverzahnungen auch Spiralverzahnungen, Bundflächen oder Bohrungen prüfen. Eine Grenze der Einsatzmöglichkeiten setzt hier lediglich der Aktionsradius des Roboters. Da eine solche Flexibilität häufig nicht nötig ist, wurde eine Anlage ausschließlich für Gerad- und Schrägverzahnungen entwickelt. Das Augenmerk wurde auf eine einfache Bedienung und Programmierung gelegt, sodass die Anlage ohne große Vorkenntnisse bedient werden kann. Die für die Prüfung eines neuen Werkstücks erforderlichen Daten werden mit Hilfe einer übersichtlichen Eingabemaske vorgegeben. Diese Daten beschränken sich auf die wesentlichen für eine Verzahnung charakteristischen Daten wie Zähnezahl, Kopfkreisdurchmesser, Schrägungswinkel, Breite etc. Der maximale Werkstücksdurchmesser beträgt in der Grundversion 180  mm, größere Prüfstände können ebenfalls angeboten werden. Die Positionierung und Führung des Sensors erfolgt auf Grundlage dieser Informationen. Das Einlegen und Fixieren des Prüflings erfolgt manuell durch den Bediener. Nach Öffnen einer Haube öffnet er das handbediente Spannfutter und legt das Zahnrad ein.

    Anschließend wird das Futter gespannt und die Abdeckung wieder geschlossen. Für den Prüfvorgang muss die mit einem Sicherheitsschalter versehene Haube geschlossen sein. Das Zahnrad befindet sich nun zunächst in einer undefinierten Lage. Mit Hilfe eines Lasers wird eine Zahnlücke ausgemessen und die Position referenziert. Anschließend stellt die Anlage automatisch den Schrägungswinkel am Sensor ein und beginnt, die einzelnen Zähne je nach Vorgabe abzufahren.

    Prüfen der Zähne

    Dabei können 100 % der Zähne, jeder x-te Zahn oder eine Folge von Zähnen aller x Zähne geprüft werden. Die Zähne selbst können in einer oder mehreren Linien pro Flanke gescannt werden. Die Software zur Aufzeichnung und Auswertung der Messdaten gibt dem Bediener ein schnelles Feedback, an welcher Position auf welcher Zahnflanke eine auffällige Stelle detektiert wurde. Die Software ermöglicht außerdem eine Protokollierung für eine spätere Rückverfolgbarkeit.Das GearScan500 stellt einen einfach zu bedienenden und kostengünstigen Prüfstand dar, der kompakt genug ist, um in der Fertigungslinie oder in einem Messlabor aufgestellt werden zu können. Es erfüllt alle Anforderungen an Robustheit und Bedienersicherheit, um direkt in der Produktion eingesetzt werden zu können.