Qualitätssicherung

Sichere Rückverfolgung

Die Prüfungen der Bauteile und die geforderte Rückverfolgbarkeit der auftretenden Fehler bieten dem Produzenten zudem eine schnelle und gezielte Eingriffsmöglichkeit in die Produktion. Dadurch wird die Anzahl der fehlerhaften Bauteile und damit direkt die Produktionskosten reduziert. Wichtiger ist aber, dass verhindert wird, dass qualitativ minderwertige Produkte an den Endverbraucher gehen.

Um den hohen Anforderungen an den Prozess zu begegnen, hat man bei RPC früh reagiert und gemeinsam mit der Firma I.D.E aus Lübeck eine Produktionszelle entwickelt, die die gestellten Aufgaben unter Einsatz von Bildverarbeitung und Messtechnik der VMT Bildverarbeitungssysteme GmbH erfüllt. Im vorliegenden Fall werden die zu verarbeitenden Kartuschen, die als Schüttgut angeliefert werden, einer automatisierten Zelle zugeführt. Aus einem Vorratsbehälter werden die Bauteile über ein Förderband vereinzelt und von dort mit einem Roboter definiert an die einzelnen Prüfplätze gebracht. Zunächst werden die Bauteile auf einem Förderband in den Messbereich einer Kamera transportiert. Sobald dieser Messbereich erreicht ist, werden die dort liegenden Bauteile, sofern sie richtig herum und nicht verschachtelt liegen, durch das eingesetzte VMT Bildverarbeitungssystem in ihrer 2D Lage erfasst.

Eine Besonderheit ist dabei, dass alle richtig liegenden Teile gleichzeitig erfasst werden. Die so ermittelten Bauteillagen werden dann über die Schnittstelle zum Roboter gesendet, der nach der entsprechenden Korrektur die Bauteile nacheinander von Band abnimmt und sie dem weiteren Prüf- prozess zuführt. Sobald keine Bauteile mehr vorhanden sind, die gegriffen werden können, wird entweder durch einen gezielten Flip des Förderbandes dafür gesorgt, dass falsch oder verschachtelt liegende Bauteile in eine greifbare Position kommen, oder es werden neue Kartuschen nachgefördert, wenn keine Bauteile mehr im Sichtbereich liegen. In einem zweiten Schritt wird dann die lagerichtig gegriffene Kartusche einer Messeinheit zugeführt, in der die geometrischen Daten und Toleranzen des Bauteils geprüft und die so genannte Werkzeugnummer durch das Bildverarbeitungssystem ermittelt werden. Da die Werkzeugnummer sich je nach Bau- teiltyp an einem anderen Ort befindet, spielt die Drehlage der Kartuschen bei der 2D Lageerkennung auf dem Förderband eine wesentliche Rolle. Die Identifikation der Werkzeugnummer erlaubt dem Hersteller im Fehlerfall bei der Qualitätsmessung einen direkten Rückschluss auf das Werkzeug, mit dem die Kartusche produziert wurde. Die Erkennung der Werkzeugnummer ist aus mehreren Gründen eine Herausforderung bei dieser Applikation.

Die Nummern sind in ihrer Ausprägung nicht gleich. Das heißt sowohl die Schrift- art aber auch die Schriftgröße variiert von einem Bauteiltyp zum andern.

Die Ziffern können sowohl richtig, als auch spiegelverkehrt auftreten.

Die Kartuschen sind aus einem transparenten oder milchigen Kunststoff gespritzt.

Diese Randbedingungen im Bereich der Erkennung der Werkzeugnummer stellen eine hohe Anforderung an die eingesetzten Beleuchtungskonzepte, um eine Verfügbarkeit von über 99,8 % zu erreichen. Alle ermittelten Daten werden für jeden Typ, zusammen mit der Werkzeugnummer, Datum und Uhrzeit in einer Datenbank abgelegt. Der Produzent hat auf diesem Weg jederzeit die Möglichkeit, auf alle durchgeführten Messungen online zuzugreifen und kann mit diesem Hilfsmittel schnell erkennen, wie stabil sein Prozess ist, welche Fehler auftreten und woher sie kommen. Aufgrund der immer höheren Anforderungen an Bildverarbeitungssystem im Bereich der Lebensmittel und -zulieferindustrie, aber auch die Forderung seitens der Industrie, dass die Systeme für das Bedienpersonal einfacher handhabbar sein müssen, hat VMT in den vergangenen Monaten in enger Zusammenarbeit mit der Industrie und deren Zulieferern wesentliche Neuentwicklungen betrieben. Gerade in den Bereichen Erstinstallation & Kalibrierung, Einrichtung & Optimierung und Verarbeitungszeiten hat VMT einen neuen Standard gesetzt.

Beginnend mit der ersten Kalibrierung ist es mit dem System heute möglich diese über eine standardisierte Schnittstelle zum Roboters automatisch durchzuführen. Die Kalibrierung kann jederzeit, z. B. bei einem Tausch der Kamera wiederholt werden und dauert nur wenige Minuten.

Das neue Verfahren „PartFinder“ erleichtert die Arbeit beim Einrichten von Bauteilen erheblich. Bauteile können jetzt in nur wenigen Minuten durch einfaches Vorzeigen von Bauteilen eingelernt werden. Zum Einlernen ist dem System nur der Bereich mitzuteilen, in dem das Bauteil liegt. Ein weiterer Optimierungsaufwand ist nicht mehr notwendig. Normale Lichtschwankungen über den Prozess-/Tagesverlauf werden automatisch ausgeglichen.

Gerade im Bereich der Produktion von Massenprodukten sind kurze Verarbeitungszeiten zwingend erforderlich, da die Produktionszahlen in den vergangenen Jahren stetig gesteigert wurden. Das heutige VMT System berücksichtigt alle diese Punkte und hat so einen erheblichen Vorteil in der Einfachheit seiner Bedienung durch den Kunden und der geforderten Performance.

Für Sie entscheidend

Bildverarbeitungssystem im Detail Bei den in diesem Projekt eingesetzten Kameras handelt es sich um Produkte des Herstellers JAI. Der Bildverarbeitungsrechner basiert auf einem leistungsfähigen Industrie PC mit den Betriebssystemen Windows XP, der mit PCI-Frame Grabbern ausgestattet ist. Als mögliche Kopplung zur Robotersteuerung oder SPS bietet das VMT System nahezu alle in der Industrie eingesetzten Schnittstellen an. Dazu zählen Digitale I/Os, seriell, Interbus, Profibus, TCP/IP und CAN-Bus. Das komplette System inklusiver der Visualisierung über einen TFT-Bildschirm wurde entsprechend der Kundenanforderungen in einem PC-Schrank verbaut.

Das eigentliche Herz des Systems ist aber die VMT/IS Software, die in jahrelanger Entwicklung in über 1000 Projekten gemeinsam mit Kunden aus der Industrie weiterentwickelt wurde. Dabei wurde sehr hohen Wert auf eine einfache und intuitive Bedienerführung gelegt, die es einem Bediener schon nach wenigen Tagen ermöglicht, selbst Prüfungen durchzuführen.

 

Über die Firma
VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH
Mannheim
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