5-2020

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung sungen unerheblich, da der Leitungsdraht nicht Teil der Widerstandsmessung ist. Dies kann nun besonders vorteilhaft sein, wenn der Prüfling „ortsfern“ ist, wenn er zum Beispiel in einer Umgebungskammer in einiger Entfernung von der Testausrüstung platziert ist. Mithilfe von sehr langen Testleitungen, die durch eine abgedichtete Zugangsöffnung in die Kammer geführt werden, lassen sich Präzisionsmessungen aus der Ferne durch zuführen. Trotz ihrer möglicherweise beachtlichen Länge, ist der Widerstand der Testleitung nicht Teil der Messung. Achten Sie bei sehr langen Source-Drähten mit einem Widerstand von mehr als 5 Ohm darauf, dass die Spannung des 4-Draht-Systems ausreichend ansteigen kann, um den angegebenen Strom durch diesen Draht zu treiben Tabelle 1 3. Stellen Sie vor dem Aufbau sicher, dass Ihre Testausrüstung über ausreichend Testpunkte verfügt: ZWEI Testpunkte für jeden Pin in den entsprechenden Steckverbindern. Um die Mindestprüfpunktanforderung zu ermitteln, addieren Sie alle Pins an allen Anschlüssen Ihres Kabels oder Kabelbaums, einschließlich Erdleiter oder Außenleiter, und verdoppeln Sie diese Anzahl 4. Gegenwärtig verwenden mehrere handelsübliche Tester 64-polige zweireihige Verriegelungsköpfe. Für diese Art von Testpunktschnittstellen eignet sich die Verwendung von „Ampmodu“-Steckverbindern oder deren Äquivalente, die aus einem 64-poligen Buchsenkörper und vergoldeten Crimp-and-Poke- Pins bestehen. Diese Steckverbinder verfügen über hochwertige niederohmige Verbindungen zum Sockel, eine Hochspannungsisolation von mehr als 1500 V DC und eine robuste Konstruktion. Wenn Sie mit diesem Steckverbindertyp Armaturen für mehradrige Kabel oder Kabelbäume bauen, können Sie mehrere Steckverbinder mit einem einzigen Ampmodu-Steckverbinder verbinden, um so zu vermeiden, dass wertvolle Testpunkte verschwendet werden. Stellen Sie dabei immer sicher, dass ein ungerade nummerierter Testpunkt ‚n‘ und der unmittelbar darauffolgende gerade nummerierte Testpunkt in der Reihenfolge ‚n + 1‘ mit demselben Pin am Gegenstecker verbunden sind. Strands Resistance mΩ Resistance mΩ Resistance mΩ Remaining Dwell = 50 ms Dwell = 1 ms Dwell = 60 ms 7 3 3 3 6 4 4 4 5 5 5 5 4 6 6 7 3 8 9 9 2 13 13 14 1 21 24 24 Welchen Unterschied macht ein Draht? Die Darstellung der 4-Draht-Messempfindlichkeit beginnt mit einer 8,9 cm langen, 7-poligen 22-Gauge- Leitung, die an zwei Schraubklemmen angeschlossen wird. Die Prüfung erfolgt zwischen den Source- Testpunkten 49 und 55, wobei die zugehörigen Sense-Testpunkte 50 und 56 entsprechend verknüpft sind. Die Drähte werden nun nacheinander durchtrennt. Bei jeder Trennung wird eine Widerstandsmessung durchgeführt, um zu bestimmen, wie der Widerstand mit der Anzahl der intakten Drähte variiert. Bild 4 zeigt die Prüfvorrichtung mit intakten Drähten. Bild 5 zeigt drei durchtrennte und vier intakte Drähte. Tabelle 1 (Bildschirmbericht des CableEye-Testers, auf dem alle bis auf zwei Drähte durchtrennt sind) fasst zusammen, wie sich der Widerstand und die Verweildauer ändern, wenn Drähte durchtrennt werden. Mit nur noch einem intakten Draht, um den 1 A Test- Strom zu leiten, ist durch bloßes Berühren keine Hitze erkennbar. Dennoch nimmt der Widerstand im Vergleich zu der ursprünglich kurzen Verweildauer von 50 ms geringfügig zu, wenn der Strom für 1 s oder länger fließt. Schlussfolgerungen Mithilfe von 4-Draht-Kelvin-Messtechniken lassen sich die Qualität und Zuverlässigkeit von Kabel- und Kabelbaumprodukten verbessern. Präzisionswiderstandsmessungen von weniger als 0,1 Ohm zeigen Verdrahtungsfehler auf, die für weniger empfindliche Messungen nicht sichtbar sind. Dazu gehören auch fehlerhafte Lötverbindungen, fehler hafte Kräuselungen, versenkte Stifte, Pin-Kontaktverschmutzung, ungeeignete Drahtstärke und spannungsextrudierter Draht. Widerstandsverluste, die auf Fehler in solchen Anwendungen zurückgehen, die Strom über 1 A führen, resultieren mitunter in übermäßiger Wärmeentwicklung oder einem Brand in der Verdrahtung. Bei Messkreisen, die Eingangssignale von Präzisionssensoren erhalten, kann dies zu einer falschen Meldung oder einem fehlerhaften Betrieb des Schaltkreises führen. Die 4-Draht-Kelvin-Widerstandsmethode ermöglicht nicht nur Milliohm- oder mikroohmempfindliche Messungen, sondern beseitigt auch Auswirkungen von zufälligen Widerständen, die durch Testleitungen oder die Testhalterung entstehen würden. ◄ 24 PC & Industrie 5/2020

Qualitätssicherung Die „Hydra“ der optischen Schichtdickenmesstechnik Wie man sehr schnell von allen Seiten ein Bauteil vermessen kann sondere Kostengesichtspunkten verworfen. Multikopfsystem Diese Anfragen haben die OptiSense vor zwei Jahren dazu bewogen ihre erprobte und industriell taugliche, berührungslose fotothermische Schichtdicken Messtechnik nach DIN EN 1504 2-2 auf ein Multikopfsystem zu erweitern. Dabei werden bis zu acht Sensoren an einem Controller angeschlossen die von der übergeordneten SPS gleichzeitig ausgelöst werden. Die Messung und Übertragung der ermittelten Schicht dicken aller Sensoren werden dabei meist in weniger als einer Sekunde an die übergeordnete Steuerung weitergegeben. duktion Verwendung finden, derzeit sehr hoch. Bei allen Projekten entstehen für den Kunden so große Vorteile durch die gewonnene Prozesssicherheit und die sehr einfache Integration. Preislicher Vorteil Preislich bietet das System bei der Beschaffung natürlich auch erhebliche Vorteile, da der Kunde nur einen Controller erwirbt an dem er frei wählbar bis zu acht Sensoren betreiben kann. Dies reduziert die Anschaffungskosten pro Messpunkt auf fast die Hälfte im Vergleich zur Einzelsensorlösung! Möchte der Kunde nachträglich die Anzahl der Messpunkte erhöhen, kann er jederzeit nachrüsten, ohne die Stabilität des Systems zu beeinflussen. An die Beschichtung auch sehr kleiner Bauteile werden immer höhere Anforderungen gestellt. Zudem ist es nicht selten, dass diese Bauteile in entsprechend hochautomatisierten Lackierprozessen gefertigt werden. Selbst wenn man sehr schnelle Bewegungsautomaten bzw. Roboter zur Verfügung hat schafft man nicht in der meist nur wenige Sekunden langen Taktzeit, die kritischen Messpunkte zu erreichen. Besonders schwer wird es, wenn das Objekt in besonders kurzer Zeit aus verschiedenen Richtungen wie „Oben-Unten“ oder „Links-Rechts“ gemessen werden muss. teile verarbeitet worden sind, aus Qualitätsmängeln ausschleusen zu müssen. Die gerade beschriebenen oder ähnlich lautenden Anforderungen sind immer wieder an die Firma OptiSense herangetragen worden wenn es um das Thema automatisierte, optische Schichtdickenmessung im Prozess geht. Dabei wird im Planungsprozess eine angedachte Lösung mit komplexer Bewegungstechnik und dem entsprechenden Aufwand an Integration und Programmierung meist zu einem frühen Zeitpunkt aus Zeit und insbe- Die besondere Herausforderung für den Sensorhersteller bei diesen Projekten ist nicht nur die schnelle gleichzeitige Messung sondern auch der exakte, werksinterne Abgleich der verwendeten Messköpfe untereinander. Dieser werksinterne Abgleich erlaubt es, für alle Sensoren die gleiche Kalibrierung zu verwenden und zwar auch im Falle eines späteren Austausches. Die Kalibrierung kann OptiSense bzw. der Kunde auch offline mit einem baugleichen Sensor erstellen und dann auf die Anlage übertragen. Große Nachfrage Die Nachfrage nach diesen Systemen ist insbesondere für moderne Bauteile, die in der Groß-Serienpro- Ein Blick in die Zukunft OptiSense arbeitet momentan daran, alle fotothermischen Industriesensoren für den Einsatz in Multikopf-Systemen anzupassen. Damit kann das Unternehmen für alle Kunden, die bereits erfolgreich Einzelsensoren vom Typ PaintChecker industrial verwenden, auf eine bis zu achtköpfige „n-gauge“ Lösung erweitern. Mit dem zusätzlich angebotenen Softwaremodul für Siemens Industrie Steuerungen erlaubt es dem Kunden, in weniger als einem Tag den Ablauf, die Kalibrierung und Archivierung der Messungen umzusetzen! Das spart erhebliche Integrations- und Service Kosten. • OptiSense GmbH & Co. KG www.optisense.com Inline-Prüfung Wegen der meist starken Verkettung der modernen Fertigungsprozesse und den hohen Stückzahlen ist eine nachträgliche oder gar eine Laborprüfung nahezu ausgeschlossen. Man läuft dann Gefahr, zu einem deutlich späteren Zeitpunkt im Produktionsprozess ein entsprechend höher integriertes Subsystem, bei dem die soeben lackierten Bau- PC & Industrie 5/2020 25