Inline-Inspektionssystem revolutioniert die Qualitätssicherung von Walzstahlblechen

Jun 29, 2023

Die einwandfreie Materialdichte und Oberflächenbeschaffenheit von kaltgewalztem Stahl ist für die spätere Verarbeitung zu hochwertigen Produkten unerlässlich. Kleinste Materialfehler aller Art können dazu führen, dass Materialschwächen in Form von Inhomogenitäten erst am Ende eines Bearbeitungsvorgangs wie der Beschichtung sichtbar werden, bei Umformprozessen zu Materialbrüchen führen oder sogar Werkzeuge im Produktionsprozess beschädigen. Dies birgt nicht nur hohe Folgekosten, sondern letztlich auch die Gefahr, das Vertrauen der Kunden zu verlieren.

Bisher nutzen Hersteller zur Überprüfung der Oberflächenqualität von Bandstahl optische Inspektionssysteme mit Kamera- und Sensortechnik sowie industrielle Bildverarbeitung. Weist das Material jedoch innere Einschlüsse, Schalenfehler oder Oberflächenfehler auf, die optisch nicht erkennbar sind, blieben diese bisher mit herkömmlichen Prüf- und Messmethoden unentdeckt.

IMS Messsysteme. ein Pionier für innovative Prüf- und Messsysteme für die Stahl-, Aluminium- und Nichteisenmetallindustrie, hat das erste Einschlusserkennungssystem (IDS) für ultradünne Bleche bis 1,0 mm Dicke zur Früherkennung innerer Einschlüsse und Mantelfehler entwickelt unter Verwendung des magnetischen Streuflusses. Das System erkennt bisher nicht erkennbare Fehler in beschichteten und unbeschichteten Feinst- und Dünnblechen von 0,1 bis 1 mm Dicke präzise, ​​berührungslos und mit hoher Geschwindigkeit im laufenden Prozess. Durch den Einsatz des Einschlusserkennungssystems können Stahlkaltwalzwerke die homogene Materialstruktur und damit die einwandfreie Qualität des Bandstahls sicherstellen, bevor dieser mit hohen Umformgraden weiterverarbeitet wird.

„Im Gegensatz zu einem optischen Oberflächeninspektionssystem ist das Inclusion Detection System (IDS) in der Lage, Defekte zu erkennen, die oft vollständig im Materialinneren liegen und für die es auf der Materialoberfläche kein erkennbares Zeichen gibt. Mit dem weiterentwickelten IDS ermöglichen wir feinsten und nun auch feinsten Blechproduzenten und deren Kunden, die Qualität des Materials vor der Weiterverarbeitung auf innere Einschlüsse, Schalen und minimale Oberflächenfehler zu prüfen. „Innere Einschlüsse beispielsweise führen im Tiefziehprozess zu Materialbrüchen und durch eine Beschichtung abgedeckte Schalenfehler mit geringem Höhenunterschied werden oft erst in Form optischer Unregelmäßigkeiten an fertig lackierten Autoteilen sichtbar“, erklärt Dipl.-Ing . Ing. Christian Knackstedt, Bereichsleiter Vertrieb & Marketing.

Erkennt das System frühzeitig und im laufenden Prozess solche fehlerhaften Bereiche, die in den nachfolgenden Bearbeitungsschritten zu Ausschuss und Kundenreklamationen führen würden, können diese Bereiche gezielt aus dem Band herausgelöst werden. Auf diese Weise können Hersteller die gleichbleibend hohe Qualität ihrer Stahlprodukte sicherstellen und dokumentieren. Davon profitieren insbesondere die Kunden, die den Bandstahl anschließend zu hochwertigen Produkten verarbeiten.

Zur Magnetisierung des Materials werden Elektromagnete quer zur Walzrichtung eingesetzt. Diese lassen sich in ihrer Leistung an die Beschaffenheit, Struktur und Geometrie des zu prüfenden Materials anpassen und zu Wartungs- und Reinigungszwecken abschalten. Je ein Magnet und die darin enthaltene Sensorleitung sind zu einem kompakten Sensormodul zusammengefasst. Die Module sind mit der Schutzart IP 64 ausgelegt, was den direkten Einsatz in rauen Umgebungen ermöglicht. Um die mechanische Stabilität zu gewährleisten, werden die Reihen der Sensormodule und deren Träger mit Wasser gekühlt.

Die digitalisierten Sensorsignale von bis zu 8 Sensormodulen werden einem gemeinsamen Gig-E-Hub zugeführt und in den Gig-E-Kamerastandard umgewandelt. Die Gig-E-Hubs sind mit einem Kamerarechner verbunden, der die Signalvorverarbeitung, Fehlererkennung, Merkmalsberechnung, Klassifizierung sowie die Steuerung und Einstellung der Sensormodule übernimmt. Die Visualisierung der Fehler und die Anbindung an die Kundendatenbank erfolgt über den übergeordneten Datenbankserver. Hier werden die Fehlerbilder gespeichert und hier befindet sich auch die Produktions- und Schulungsdatenbank.

Besonders nützlich ist das IDS für Hersteller von Fein- und Feinstblechen, die höchste Qualitätsstandards für die Automobil- und Lebensmittelindustrie gewährleisten müssen. Die eingesetzte Bildverarbeitung mit Merkmalsberechnung und Klassifizierung unterscheidet vorhandene Materialfehler anhand ihrer Größe und Fehlerart. Das Messsystem und die Fehlerklassifizierung wird je nach Kundenspezifikation und Material angepasst.

Durch den Einsatz des Systems können Anwender nicht nur die hohe Qualität ihrer Produkte gewährleisten, sondern dank der vollständigen Auswertung auch die Materialstruktur dokumentieren. Die Anschaffungskosten der Anlage können sich innerhalb kurzer Zeit amortisieren, da Unternehmen den Aufwand für Nacharbeiten, ihre Ausschussquote und mögliche Kosten für Reklamationen oder sogar Regressansprüche aufgrund von Materialmängeln reduzieren.

Weitere Informationen: www.ims-gmbh.de

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