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Roboter-Prüfanlage Y.MU 59

Produkt Roboter-Prüfanlage Y.MU 59 vom Hersteller YXLON International
Produkt Merkmale
  • Röntgenstrahlung: bis 160 kV/10 mA (optional 225 kV)
  • Metall-Keramik Röntgenröhre Y.TU/160-D04
  • Brennfleckgröße: 0,4/0,4 gem. IEC336
  • Röntgendetektor: Y.Panel XRD0840 mit 512 x 512 Pixel und 400 µm Pitch bei 16 bit Grauwertauflösung
  • YXLON PXV 5000 Automatische Fehlererkennung (ADR) 
  • Systemeigenes Palettenfördersystem
  • Max. Bauteilabmessungen: ca. 1200 mm x 700 mm x 300 mm
  • Zwei sechsachsige Industrieroboter 
  • Max. Bauteilgewicht: 30 kg
  • Bedienpult für Bedienung und Programmierung
  • Abmessungen Kabinengrundfläche: 4500 mm x 4500 mm
Funktionsumfang:

Die Roboter-Prüfanlage Y.MU 59 ist als vollautomatisches Inline-Röntgenprüfsystem für die Serienprüfung von Gussteilen und montierten Baugruppen aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff konzipiert. Bei der Prüfung werden in ein oder zwei Strahlengängen Materialfehler wie Einschlüsse, Lunker, Poren, Auflockerungen und in Durchstrahlungsrichtung liegende Risse erkannt. Auch können Vollständigkeit und Abmessungen montierter, nicht mehr einsehbarer Baugruppen geprüft werden. Mit zwei Industrierobotern werden Prüfteile bis zu Abmessungen von 1200 mm x 700 mm x 300 mm und 30 kg manipuliert. Die Fehlererkennung erfolgt automatisch durch ein Bildverarbeitungs- und Analysesystem. Abhängig von der Materialstärke erkennt das System an der Prüfstelle Fehler ab einer Größe von 2 % der durchstrahlten Wanddicke in Aluminium. Über das Steuerpult wird der Prüfablauf programmiert und bei visueller Prüfung das Prüfbild vom Operator freigegeben.

Funktionsprinzip:

Elektromagnetische Strahlung entsteht unter anderem dadurch, dass Elektronen auf den äußeren Schalen der Atome durch Erhitzen auf eine höhere Energieschale gebracht werden. Beim Zurückspringen auf das ursprüngliche Energieniveau geben sie die gewonnene Energie in Form von sichtbarem Licht oder Wärmestrahlung wieder ab. Dieses passiert z. B. im sichtbaren Spektrum bei der Erhitzung der Glühwendel einer Glühbirne. 

Etwas Vergleichbares geschieht in der Röntgenröhre. Hier werden Elektronen durch Glühemission aus der Kathode ausgelöst und zwischen Kathode und Anode beschleunigt. Beim Auftreffen der mit hoher kinetischer Energie versehenen Elektronen auf der Anode entstehen zwei Typen von Röntgenstrahlung. Durch die Verzögerung der Elektronen aufgrund des elektrischen Feldes vom Anodenatomkern strahlt das Elektron die freiwerdende kinetische Energie als Photon ab und erzeugt damit die hochenergetische "Bremsstrahlung". Der zweite Strahlungsbestandteil ist die "Eigenstrahlung". Diese wird durch das Herausschlagen von Elektronen aus den atomkernnahen Schalen erzeugt. Das fehlende Elektron wird durch ein Elektron der weiter außen gelegenen Schale ersetzt. Bei diesem Prozess wird jeweils die Differenzenergie zwischen der äußeren und der inneren Schale als ein Photon genau definierter Wellenlänge und Energie frei. Für die Durchstrahlungsprüfung ist ausschließlich die hochenergetische Bremsstrahlung von Interesse.

Jedes durchstrahlte Material schwächt die Röntgenstrahlung abhängig vom werkstoffspezifischen Schwächungskoeffizienten ab. Dieser Schwächungskoeffizient ist in hohem Maße von der Materialdichte abhängig. Dadurch erscheinen auf dem Röntgenbild z. B. Lufteinschlüsse als Signalerhöhung und Schlacke- bzw. Schwermetalleinschlüsse als Signalunterdrückungen. Somit können Fehler wie Einschlüsse, Lunker, Poren, Auflockerungen und in Durchstrahlrichtung liegende Risse auf dem Röntgenbild sichtbar gemacht werden. Identisch verhält sich die Überprüfung von verschlossenen und eingegossenen Baugruppen auf Montagefehler oder Vollständigkeit. Details wie Leitungslitzen, Anschlüsse, Sprengpulver in Airbagkapseln sowie Bauteile wie Wiederstände, Schalter, und Schrauben heben sich durch die Materialanhäufung oder Dichteunterschiede vom Hintergrund ab. 

Zur Prüfung von Gussteilen oder fertig montierten und verschlossenen Baugruppen werden diese von einem Roboter aus dem Förderhilfsmittel entnommen und in den Strahlengang gehalten. Entsprechend der Prüfkriterien wird das Prüfteil bei feststehender Röntgenröhre durch den Roboter manipuliert und jeweils eine Aufnahmen der kritischen Werkstückpositionen erzeugt. Um die Nebenzeiten zu reduzieren, bestücken zwei Roboter im Wechsel das Prüfsystem. Mittels eines Röntgenbilddetektors werden die Röntgenbilder erzeugt, digitalisiert und zur vollautomatischen Qualitätskontrolle an das auswertende Bildverarbeitungs- und -analysesystem übermittelt.

Aufbau:

Das Prüfsystem besteht im Grundausbau aus einer Strahlenschutzkabine mit Strahlenschutztunnel, Bleiglasfenster und Servicetür, Röntgenröhre und Bildverstärker, zwei Industrierobotern, dem systemeigenen Palettenfördersystem und dem Bedienpult. An diesem wird der Prüfablauf programmiert sowie die Prüfung kontrolliert und ausgewertet. Standardmäßig ist das System für die automatische Auswertung der Röntgenaufnahmen mit einer Bildverarbeitung ausgestattet.

Einsatzbereich:

Die vollautomatische Roboter-Prüfanlage Y.MU 59 wird für die zerstörungsfreie Serienprüfung von Gussteilen und montierten Baugruppen eingesetzt. Geringe Taktnebenzeiten von <5 s und ein vollautomatischer Prüfablauf ermöglichen einen hohen Durchsatz. Dabei können Fehler ab einer Größe von 3 % der Wanddicke von max. 34 mm bei Stahl, 140 mm bei Aluminium und 400 mm bei Kunststoff detektiert werden.
Gussteile bis max. 30 kg können auf Lunker, Einschlüsse, Porositäten bzw. Auflockerungen und Risse in Bestrahlungsrichtung geprüft werden. Fertig montierte, verschlossene und in ihrer Funktion nicht mehr durch Sichtprüfung kontrollierbare Bauteile werden auf Vollständigkeit, korrekte innere Abmessungen und Anschlüsse überprüft. Typische Prüflinge sind ABS-Sensoren, Schutzschalter, Airbag-Sprengkapseln, Stecker und Kabelverbinder.