Bis dato erfolgt die Überprüfung der funktionsrelevanten Geometriemerkmale von Fahrzeugrädern wie Rund- und Planlauf, Radbreite und Durchmesser meist stichprobenhaft abseits der Produktionslinie mit einer taktilen Messtechnik und unter Laborbedingungen – beispielsweise in einem an die Produktionshalle angrenzenden Raum. Pro Rad nimmt diese Prüfung etwa 45 bis 60 Minuten in Anspruch. Eine 100-%-Kontrolle der produzierten Räder ist damit nicht möglich. Fehler und Ursachen werden erst mit einiger Verzögerung erkannt und behoben.

Basis des Systems ist die am IFF entwickelte Technologie OptoInspect 3D, die mit punkt- und linienförmig messender Triangulation arbeitet. Das Verfahren nutzt eine Laserlichtpro­jektion. Eine Kamera registriert das diffus reflektierte Licht der Projektion vom Bauteil. Aufgrund der Blickperspektive verändert sich die Laserprojektion im Kamerabild entsprechend der Form des Rades. Die Messan­ordnung besteht beim Wheelinspector aus vier Sensoren und einem komplexen Achsensystem für die Messbewegung und Zustellung der Sensoren. Das garantiert Warnemünde zufolge eine hohe Flexibilität, sprich das System kann eine große Produktvielfalt in derselben Maschine kontrollieren – selbst bei einem regelmäßigen Wechsel zwischen verschiedenen Radtypen.

Der Datensatz eines Rades umfasst etwa 1 Million Messpunkte. Die Ermittlung der 80 geometrischen Merkmale erfolgt in rund 20 Sekunden.

© Fraunhofer IFF

Und so sieht der Prüfvorgang aus: Die Räder laufen über eine Rollenbahn in die Messvorrichtung ein, werden mittig ausgerichtet und mechanisch fixiert. Eine vorgelagerte, bildgestützte Identifikation erkennt den jeweiligen Radtyp und übermittelt der Messvorrichtung spezifische Merkmale wie Durchmesser, Breite oder Einpresstiefe. Mit Hilfe dieser Koordinaten richten sich die Zustellachsen für die Sensoren auf die jeweils korrekte Position aus. Der Sensorverbund dreht sich 360° um das Rad herum und erfasst die Messwerte.

Der gesamte Messzyklus für ein Rad ist nach rund 20 Sekunden abgeschlossen. Das System vergleicht die 3D-Mess-Ergebnisse mit den Toleranzvorgaben aus dem 3D-CAD-Modell des Fahrzeugrads. Bauteil-Abweichungen infolge von Werkzeugverschleiß oder -bruch werden unmittelbar an die Maschinen rückgemeldet. Das verhindert Serienfehler und die hiermit verbundenen Folge-Aufwendungen.