Die hohen Anforderungen an die Integrität von Befestigungselementen

Schrauben, Bolzen und Gewindebefestigungen halten die moderne Welt zusammen – buchstäblich. Von der Karosserie eines Elektrofahrzeugs bis hin zu den Mikrobaugruppen in der Unterhaltungselektronik hängt die strukturelle Integrität eines Produkts stark von der Qualität seiner Gewindeverbindungen ab.

In der Hochrisikoproduktion kann ein einziges abgerissenes Gewinde, eine falsche Steigung oder eine mikroskopisch kleine Delle zu Staus in der Montagelinie, katastrophalen Produktausfällen und kostspieligen Rückrufaktionen führen.

In der Vergangenheit verließen sich die Hersteller auf manuelle “Gut/Ausschuss”-Lehrringe, um die Gewindequalität sicherzustellen. Das manuelle Messen ist jedoch unglaublich langsam (es werden nur wenige Teile pro Minute bearbeitet), unterliegt der menschlichen Ermüdung und die physischen Lehren verschleißen mit der Zeit und verlieren ihre Genauigkeit.

Um eine Null-Fehler-Fertigung zu erreichen, hat die Industrie auf “virtuelles Messen” mit Hochgeschwindigkeits-automatisierten optischen Sortiermaschinen umgestellt. Hier erfahren Sie genau, wie moderne Bildverarbeitungssysteme Schraubengewinde mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.200 Stück pro Minute prüfen, messen und verifizieren.

Dimensionale Messtechnik: Die Metriken, die wir messen

Wenn ein Gewindebefestigungselement eine optische Sortiermaschine von Openex durchläuft, sucht sie nicht nur nach offensichtlichen, hässlichen Fehlern. Die Kameras fungieren als hochpräzise, berührungslose Mikrometer. Mithilfe fortschrittlicher Subpixel-Algorithmen berechnet die Maschine sofort die kritische Geometrie des Gewindes:

• Außendurchmesser: Die Maschine überprüft den absolut breitesten Punkt des Schraubengewindes, um sicherzustellen, dass es ohne zu klemmen durch das vorgesehene Durchgangsloch passt.
• Kerndurchmesser: Die Messung des tiefsten Punktes des Gewindegrundes. Wenn dieser zu dünn ist, reißt die Schraube unter Drehmoment ab.
• Gewindesteigung: Der genaue Abstand von der Spitze eines Gewindegangs zur Spitze des nächsten. Ein Steigungsfehler von nur einem Bruchteil eines Millimeters bedeutet, dass der Bolzen beim Zusammenbau verkantet oder frisst.
• Gewindewinkel: Das System überprüft die Flankenwinkel (typischerweise 60 Grad bei metrischen Gewinden), um eine optimale Lastverteilung beim Anziehen zu gewährleisten.

Da das System optisches Licht anstelle von physischem Kontakt verwendet, besteht kein Risiko, dass die Maschine die Gewinde während des Inspektionsprozesses beschädigt oder festfrisst.

Erkennung von Struktur- und Oberflächenfehlern

Die Messung der Abmessungen ist nur die halbe Miete. Eine Schraube mag den perfekten Durchmesser und die perfekte Steigung haben, aber wenn sie während des Trommelns, der Wärmebehandlung oder des Beschichtungsprozesses beschädigt wurde, ist sie immer noch Ausschuss.

Unsere optischen Inspektionsmaschinen für Befestigungselemente sind so programmiert, dass sie die häufigsten und schwer fassbaren Gewindefehler erkennen:

1. Gewindebeschädigung (Kerben und Dellen)

Wenn schwere Metallbolzen beim Massenumschlag gegeneinander stoßen, können die scharfen Spitzen der Gewinde verbeult oder abgeflacht werden. Die 360-Grad-Seitenansichtskameras von Openex erfassen das vollständige Profil des Befestigungselements und erkennen sofort flache Stellen oder gequetschte Gewinde, die andernfalls beim automatischen Anziehen zu Reibung führen würden.

2. Unvollständige oder fehlende Gewinde

Aufgrund von Fehlzuführungen in der Gewindewalzmaschine kann ein Bolzen mit Gewinden hergestellt werden, die auf halber Höhe des Schafts enden, oder schlimmer noch, eine vollständig gewindelose “Rohling”. Das Bildverarbeitungssystem erkennt sofort das Fehlen von Gewindeprofilen und bläst das Teil in den Ausschussbehälter.

3. Plattierungsaufbau und Schlacke

Bei verzinkten oder beschichteten Befestigungselementen kann sich überschüssiges Beschichtungsmaterial im Grund (Tal) des Gewindes ansammeln. Diese “Schlacke” verändert effektiv den Steigungsdurchmesser, sodass eine Mutter nicht auf den Bolzen geschraubt werden kann. Spezifische Beleuchtungswinkel (wie z. B. Auflichtbeleuchtung mit niedrigem Winkel) werden verwendet, um diese Verstopfungen hervorzuheben.

4. Verhinderung von Vermischung von Teilen

Einer der häufigsten Gründe für Rückrufaktionen in der Automobilindustrie ist ein “vermischtes Teil” – zum Beispiel ein M8x1,25-Bolzen, der versehentlich in eine Charge von M8x1,0-Feingewindebolzen gerät. Für das menschliche Auge sehen sie identisch aus. Für ein KI-Bildverarbeitungssystem ist der Unterschied offensichtlich und gewährleistet eine 100%ige Chargenreinheit.

Wie die Openex-Technologie es macht: Der Glasplattenvorteil

Die Inspektion einer komplexen, 3D-helikalen Form wie eines Schraubengewindes erfordert eine spezielle Handhabung.

Für die Inspektion von Befestigungselementen in großen Stückzahlen verwenden wir Glasplatten-Inspektionssysteme. Die Bolzen werden automatisch aus einer Vibrationsschüssel zugeführt und an ihren Köpfen in einer geschlitzten Schiene aufgehängt oder flach auf eine hochtransparente rotierende Glasscheibe gelegt.

Wenn die Befestigungselemente die Inspektionszone durchlaufen, übernimmt ein Netzwerk von hochauflösenden Industriekameras:

• Top-Kameras überprüfen die Antriebsvertiefung (z. B. Torx, Sechskant, Phillips) auf Tiefe und Verformungen.
• Untere Kameras schauen durch das Glas nach oben, um die Punktgeometrie zu überprüfen.
• Mehrere Seitenkameras werden gleichzeitig ausgelöst und erfassen überlappende Profile der Gewinde aus jedem Winkel.

Innerhalb von Millisekunden vergleicht die KI-Bildverarbeitungssoftware diese Bilder mit Ihren genauen CAD-Toleranzen. Wenn die Steigung falsch ist oder ein Gewinde eingekerbt ist, bläst ein pneumatischer Luftstrahl die defekte Schraube sofort aus der Produktionslinie.

Fazit: Sichern Sie Ihre Lieferkette

In der modernen Lieferkette erwarten Ihre Kunden Perfektion. Das Versenden einer Charge von Befestigungselementen mit Gewindefehlern führt nicht nur zu einer zurückgesandten Kiste, sondern auch zu verlorenen Verträgen.

Durch die Umstellung von manuellen Lehrringen auf eine automatisierte optische Sortierung stellen Sie sicher, dass jedes einzelne Gewinde an jeder einzelnen Schraube gemessen und überprüft wird, bevor es Ihr Werk verlässt.

Kämpfen Sie mit Gewindeschäden, vermischten Teilen oder hohen Arbeitskosten in Ihrer Qualitätskontrollabteilung?

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