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Infrarotkamera Durch Wärmebildkameras ist bei BMW Qualität kein Zufall

| Autor/ Redakteur: Markus Moltkau* / Sariana Kunze

Seit 1997 beliefert Flir das BMW-Werk in Dingolfing mit Infrarotkameras für thermische Untersuchungen. Die Kameras kamen erst in der Elektrothermografie und dann auch in der Qualitätskontrolle zum Einsatz. Denn der nächste Prüfer ist der BMW-Kunde.

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Der BMW M5 ist einer von 17 Modellen, die im BMW-Werk Dingolfing produziert werden. Flir-Wärmebildkameras kommen hierbei in der Qualitätskontrolle zum Einsatz.
Der BMW M5 ist einer von 17 Modellen, die im BMW-Werk Dingolfing produziert werden. Flir-Wärmebildkameras kommen hierbei in der Qualitätskontrolle zum Einsatz.
(Bild: BMW)

Robert Halbritter, Flir-Systems-Vertriebspartner und -Intregrator Topa, erinnert sich noch gut an die Anfänge der Zusammenarbeit von Flir und BMW. Die Wärmebildkameras wurden zu Beginn im BMW-Werk Dingolfing für die Elektrothermografie von Schaltschränken und -räumen eingesetzt. „Wenn ein Bauteil heiß wurde, deutet das auf Probleme hin – und dann wurde es ausgetauscht“, erklärt Halbritter. Dies gilt auch heute noch. Nur mittlerweile werden die Wärmebildkameras auch in der Qualitätskontrolle eingesetzt. Unter anderem werden die Neufahrzeuge bei der Qualitätskontrolle in einem von zehn abgetrennten Rollenprüfständen getestet.

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Jedes Fahrzeug durchläuft dort einen individuellen und automatisierten Prüfablauf. Dabei werden grundlegende Funktionen, angefangen bei der Hupe, motorspezifischen Inhalten, bis hin zu individuellen Ausstattungsmerkmalen wie z.B. das BMW Night Vision-System auf ihre korrekte Funktion überprüft. Insgesamt dauert dieser Prozess nur wenige Minuten, wobei jede einzelne korrekte Funktion entweder automatisch oder aber auch durch den Fahrer per Interaktion bestätigt werden muss. Der Prüfer sitzt dabei im Fahrzeug – immer den Monitor mit den Prozess-/Prüfdaten des Fahrzeugs im Blick. Dabei dauern die Prüfzyklen je nach Ausstattung der Fahrzeuge unterschiedlich lange. Generell geht es um die einfachste, schnellste und zuverlässigste Lösung für jede Prüfung. Aber manchmal dauert es etwas, bis das jeweils optimale Verfahren identifiziert wird. So z.B. beim Test der Abgasklappe der Doppelabgasanlagen. Für die leistungsstarken BMW-Fahrzeuge mit den großen 8-Zylinder-Motoren sowie für den M5 kommen jeweils zwei Endrohre zum Einsatz – wobei die Abgasklappe des zweiten Endrohrs abhängig von definierten Randbedingungen gesteuert und erst ab einer gewissen Drehzahl zugeschaltet wird.

Den Abgasstrom passend zum Sound visualisieren

Der Grund für dieses System mag auf den ersten Blick überraschen, denn es geht tatsächlich in erster Linie um Sounddesign. Gerade die Akustik eines starken Motors sollte nach BMW-Ansicht auch einen entsprechenden Eindruck hinterlassen. Daher öffnet ein BMW die Abgasklappe des zweiten Endrohres erst, wenn er es auch wirklich benötigt. Diese Funktion muss sichergestellt und geprüft werden. BMW überwacht jeden Rollenprüfstand mit nur einer festinstallierten Flir A310 Wärmebildkamera mit einem 45°-Weitwinkel-Objektiv. Denn das Weitwinkel-Objektiv ist in der Lage, aus einem Abstand von ca. 2 m den gesamten Heckbereich eines Fahrzeugs auf einen Blick zu zeigen. Die A310 erzeugt u.a. ein analoges Wärmebild-Videosignal mit einer Bildfrequenz von 30 Hertz. Vor allem wegen der problemlosen Integration und dem einfachen Zugriff auf dieses PAL-Video-Signal eignet sich die Wärmebildkamera für die Erfassung des Abgasstromes. „Die Kamera bietet darüber hinaus multiple Anschlussmöglichkeiten“, wie Chris Brown, verantwortlich für festinstallierten Wärmebildkameras für Automationsanwendungen bei Flir Systems, erklärt. „Die Flir A310 verfügt über einen digitalen Ausgang für Alarme und die Steuerung externer Geräte. Die Daten können außerdem über TCP/IP oder Ethernet ausgegeben werden. Und die Flir A315 unterstützt sogar den GigE Vision-Standard sowie das GenIcam-Protokoll.“

Optimales Prüfergebnis in Schwarz-Weiß

Der Check der korrekten Funktion erfolgt über die Anzeige des Wärmebilds auf einem Monitor vor dem Fahrzeug. Der Prüfer sieht das Infrarotbild des Heckbereichs und erkennt die Zustandsänderungen der Abgasklappen. Auch wenn die Wärmebildkamera über verschiedene Farbpaletten zur Visualisierung der Wärmeverteilung verfügt, kommt hier die denkbar einfachste und klarste Palette zum Einsatz: Schwarz-Weiß. Der Grund dafür liegt in Unregelmäßigkeiten im Luftstrom der Abgasstrahlen: Es findet ein relativ hoher Luftaustausch statt und der Abgasstrahl ist nicht gleichbleibend. Außerdem ist die hohe Strömungsgeschwindigkeit zu berücksichtigen – all das sind Faktoren, die zwar im Falschfarbenbild visualisiert werden könnten, hier aber vermutlich nur zur Verwirrung des Prüfers beitragen würden. Denn durch ihn erfolgt hier nur ein reines Monitoring mit der finalen Bestätigung: Die Klappe öffnet korrekt.

„Wir waren oft vor Ort und konnten BMW bei der Installation und der Kalibrierung der Kameras unterstützen. Nicht zuletzt lag es aber wohl auch am guten Preis/Leistungsverhältnis, dass die Flir-Lösung zum Einsatz kam“, vermutet Robert Halbritter von Topa. Im Herbst 2011 wurden die ersten Kamerasysteme in der Qualitätskontrolle im BMW-Werk Dingolfing installiert und sind seither rund um die Uhr im Einsatz.

* Markus Moltkau, Sales Manager Central Europe, Industrial Automation, Flir Systems

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