Automotive: test bench and production control

Particularly with shiny surfaces, a faultless production chain is expected in order to lend a sophisticated visual appearance to the final product. For fully automatic defect detection on car bodies and attachments, the reflectCONTROL inspection system is used. The system projects a striped pattern onto the surface. Deviations caused by defect are recorded with two cameras and evaluated via software.

As well as the visual requirements, instrumentation panels also have to fulfill functional and security requirements. Often the passenger airbag has a predetermined breaking line which is generated using a laser. This »weak point« ensures the safe opening of the airbag at the predetermined breaking line. Sink marks may appear, which can be recognized under certain light conditions. In order to recognize these defects, surfaceCONTROL inspection systems are used which enable fast and objective evaluations to be made of the characteristics of any shape deviations, both on grained and smooth surfaces.

Eddy current sensors from Micro-Epsilon are considered as proven measuring instruments in the test bench of combustion engines. In towing mode as well as in the firing mode, the sensors detect different quantities which contribute to the improvement of the engine characteristics. In particular, the high measuring accuracy provided under harsh conditions in the engine distinguishes the eddyNCDT eddy current sensors.

In aluminum die casting, liquid aluminum is poured into molds under high pressure and at high speeds. The high pressure acts on the closed mold and pushes it apart, which is why splinters and burrs might occur during casting. In order to measure the pressure-induced movement of the molds, eddy current sensors detect the change in distance. These robust sensors provide reliable measurement results despite high temperatures, ambient pressure and a dirty measuring gap.

During forming in the pressing plant, the presence detection and the detection of the exact sheet metal position are required. Therefore, laser triangulation sensors measures on the sheet between the dies. The challenge here is to achieve high measurement accuracy in tight spaces despite oil mist, vibrations and shocks. Since the measuring gap is very small, the diameter of the laser must be correspondingly low.

With the capaNCDT DTV, Micro-Epsilon has developed a product range that is specifically used for non-contact detection of the Disc Thickness Variation. Thickness measurements of brake discs can be carried out in test benches, in road tests or in car repair shops using non-contact, capacitive displacement sensors, which detect the thickness of the brake disc from both sides.

The temperature behavior of brakes plays a major role in vehicle development. In particular, the duration of heating and cooling of the brake discs provides information about the efficiency of the brake system. In test bench and road tests, non-contact temperature sensors from Micro-Epsilon measure the temperature development during braking. The compact design and the short response time of the pyrometers enable universal use in test bench and road test applications.

In modern production lines, scanCONTROL laser scanners are used to reliably inspect the gap sizes of the car body quickly and consistently. Thanks to surface compensation, measurements are possible on a wide variety of body paintworks.

Color and intensity of vehicle lights must be reliably inspected prior to assembly and delivery. Homogenous distribution of light should also be ensured with fluctuating LED batches. The colorCONTROL MFA is a special LED test system designed to test inaccessible and widely spaced test specimens. Optical fibers enable simultaneous measurement of up to 20 measuring points.

Before a car emerges from a bodyshell, it passes through numerous stations within the production, in which fully automatic processing steps are carried out. In order to enables the processing robots to recognize the exact position of the car body, several laser triangulation sensors measure the car body and transmit the position data to the robot controller.

Before installing front aprons, Micro-Epsilon color sensors check if the color of the attachment matches the body color. Different color groups can be defined to cover all coatings.

Embossed serial numbers enable worldwide unambiguous identification of, for example, car body shells. For increased safety measures (e.g. in case of theft), car body IDs are punched into the vehicle frame. Therefore, the depth of the embossment is a critical factor.

This is why embossing machines operate using optoNCDT 1420 laser triangulation sensors from Micro-Epsilon. These determine the precise distance between the embossing tool and the component. Based on these distance values, the tool can be positioned correctly. After the embossment is finished, the sensor measures the profile of the embossment and ensures that all characters are embossed to the required depth.

Základním opatřením proti vzniku koroze je aplikace nepřerušované a bezchybné antikorozní ochrany v rámci procesu lakování. Vzhledem k tomu, že tloušťka použitého laku může být určena pouze v omezeném rozsahu, je žádoucí případné otřepy odhalit na začátku výrobního procesu ještě před nanesením antikorozní ochrany a dalších vrstev laku.

Na rozdíl od stacionárních řešení umožňujících pouze namátkové testování společnost Micro-Epsilon nabízí systém scanCONTROL 2910-10/BL typu plug & play, který vyniká vysokým bodovým rozlišením přibližně 8 µm podél laserové linky, což zajišťuje požadovanou přesnost a spolehlivou detekci otřepů.

Při zpracování brzdových kotoučů je nutné před každou fází výroby vybrat správný kotouč, který bude odpovídat danému modelu automobilu. K identifikaci a klasifikaci brzdových kotoučů slouží laserové skenery. Při identifikaci kotoučů je důležité zajistit, aby testované kusy byly identické z hlediska tvaru, výšky a průměru. Pro 100% detekci a následné roztřídění se používají laserové skenery gapCONTROL. Jediným rozlišovacím znakem jednotlivých modelů je mezera mezi dvěmi větracími dráhami.

Doplňky na vozidlech, jako např. parkovací senzory, jsou lakovány odděleně. Při montáži je však nutné zajistit, aby barva parkovacího senzoru byla shodná s barvou nárazníku. Snímač colorSENSOR od společnosti Micro-Epsilon umožňuje přímé srovnání barvy parkovacího senzoru a zadního nárazníku.

Přední německá automobilka se při montáži komponentů interiérů spoléhá na mechanismy poka-yoke. Proces poka-yoke předchází produktovým vadám způsobeným lidským faktorem a zajišťuje správnou montáž veškerých součástí. Podobné typy komponentů často mívají jinou barvu švů, a proto je zásadní předejít výskytu chyb. V minulosti bývaly tyto kontroly prováděny manuálně formou vizuálních inspekcí. K automatizaci a zefektivnění tohoto procesu jsou dnes používány snímače barev colorSENSOR od společnosti Micro-Epsilon.

Synchronizační kroužky se používají jako synchronizační sestavy v automatických převodovkách. Německá společnost Behr Systems vyvinula speciální zařízení pro odstranění otřepů z přední strany synchronizačních kroužků pomocí laseru. Nezbytnou součástí tohoto zařízení je měřicí technologie, která při ořezávání otřepů garantuje přesné umístění synchronizačních kroužků pod laserem.

Kvalitní stav podvozku patří mezi základní předpoklady bezpečné jízdy. K testování podvozků jsou nutné snímače, které zvládnou vysoké nároky silničních testů. Např. paralelně k prvkům pro absorpci nárazů jsou instalovány lankové snímače, které měří a zaznamenávají posuvy způsobené vibracemi na komunikacích různé kvality. Diferenciací naměřeného signálu jsou získány informace o rychlosti vibrací a jejich zrychlení.