Optische Messtechnik: der perfekte Verbündete für die Herausforderungen der Elektromobilität

Der Übergang zur E-Mobilität ist ein bedeutender technologischer Wandel, sowohl für die Fahrzeugnutzer als auch für die Hersteller. Für letztere bedeutet der Elektromotor neue Produktionslinien und neue Qualitätskontrollsysteme.

Die Marposs-Gruppe blickt auf eine mehr als 70-jährige Erfolgsgeschichte im Bereich der Qualitätskontrolle für die Automobilindustrie zurück. Auch für Marposs war die Elektromobilität die treibende Kraft bei der Einführung neuer Messtechnologien, die notwendig sind, um die neuen Anforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen. Die traditionellen Produktlinien, die nach wie vor sehr erfolgreich sind, werden nun durch neue Anwendungen der optischen Technologie ergänzt, die auf die Komponenten der elektrischen Antriebseinheit ausgerichtet sind.

Heute sind optische Messgeräte die bevorzugte Lösung für die Qualitätskontrolle bei Herstellern von Elektrofahrzeugen und deren Zulieferern. Alle Fahrzeughersteller beschleunigen ihre Entwicklungsaktivitäten, um so schnell wie möglich mit verschiedenen Lösungen auf den Markt zu kommen. Dies hat zur Folge, dass der Abstand zwischen den F&E-Phasen und der Produktionseinführung schrumpft und die Qualitätssicherung schnell an die laufende Veränderung der Komponenten angepasst werden muss. Aus diesem Grund ist die Flexibilität der optischen Messgeräte ein entscheidender Vorteil, da sie Bauteile unterschiedlicher Form und Größe mit sehr kurzen Zykluszeiten messen können.

Optische Inspektionen beruhen auf der Aufnahme von Bildern des zu prüfenden Bauteils. Softwarealgorithmen analysieren die Bilder automatisch, kombinieren sie und rekonstruieren die Bauteilgeometrie. Die nächsten Schritte sind die Merkmalsmessung und die Qualitätskontrolle.

Marposs hat die Entwicklung neuer Anwendungslösungen für die Dimensionsmessung und -prüfung am Hauptsitz in Bentivoglio konzentriert, wo das Unternehmen bereits über übergreifende Kompetenzen für verschiedene Technologien verfügt, die zu diesem Zweck eingesetzt werden können.

So wurde beispielsweise die präzise Wellenmesseinrichtung Optoquick, die ursprünglich für die Qualitätskontrolle traditioneller Automobilkomponenten entwickelt wurde, mit neuen Sensoren und Softwarefunktionen erweitert, um auch Komponenten von Elektroautos wie Rotoren zu messen.

Die Anwendungsmöglichkeiten optischer Messgeräte erfahren eine noch nie dagewesene Verbesserung, da sie die Synergie zwischen der Weiterentwicklung von Bildsensoren und Softwarealgorithmen nutzen. Die Entwicklung in der optischen Technologie verläuft sehr schnell: Noch vor wenigen Jahren basierten die Präzisionssysteme ausschließlich auf linearen Bildsensoren. Heute bietet die Technologie auch zweidimensionale Bildsensoren, die es ermöglichen, das Profil des zu messenden Bauteils in einem Durchgang zu erfassen und so die Leistung und Geschwindigkeit der Prüfzyklen zu verbessern.

Die Einführung von 2D-Sensoren war jedoch nur ein Schritt in einem unaufhaltsamen Evolutionsprozess: Der nächste Schritt bestand darin, die Fähigkeit von 2D auf 3D zu erweitern, was nun dank der optischen Lasertriangulationssensoren möglich ist. Diese Sensoren sind in der Lage, die 3D-Geometrie eines Bauteils zu rekonstruieren, indem sie die 3D-Position jedes Punktes auf der sichtbaren Oberfläche des Bauteils erfassen und anschließend mit einer Punktwolke rekonstruieren.

Die optische Messung mit 3D-Sensoren eignet sich besonders für die Durchführung komplexer Prüfungen, wie z. B. im Falle der Elektromobilität für die Maßkontrolle und die Prüfung des montierten Stators vor oder nach dem Schränken und dem anschließenden Schweißen der Hairpin-Enden sowie der End-of-Line Kontrolle des fertigen Stators.

In diesem Fall müssen sehr viele Prüfungen durchgeführt werden, wie z. B. die Messung der Winkellage und des relativen Abstands zwischen allen Hairpin-Anschlüssen, die nicht nur für die qualitative Validierung des Stators, sondern auch für die Kontrolle des Montageprozesses erforderlich sind.

Die neue OptoCloud-Produktlinie verwendet die Aufnahmen verschiedener Laserprofilsensoren, die so kombiniert werden, dass eine kohärente Punktwolke entsteht, auf der dann alle erforderlichen Messungen durchgeführt werden können. Das 3D-Bild der Punktwolke ermöglicht nicht nur genaue Dimensionsmessungen, sondern auch qualitative Kontrollen der Form und Geometrie der Schweißstellen oder des Vorhandenseins von Rissen im überstehenden Teil des Isolierpapiers.

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