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Vester Elektronik

Bildverarbeitung garantiert Sicherheit mit Qualitätsnachweis

| Autor/ Redakteur: Kamillo Weiß / Frauke Finus

In der Automobilindustrie und vielen anderen Bereichen steigen die Qualitätsanforderungen rasant an. Die zugelieferten Bauteile dürfen absolut keine Fehler aufweisen weil sie höchste Zuverlässigkeit erfüllen müssen. Die nachweisbare dokumentierte hundertprozentige Qualität der Bauteile und vollständige Rückverfolgbarkeit ist deshalb unabdingbare Pflichtanforderung.

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Auch ein Winkelversatz der Teileköpfe zueinander kann mit der Bildverarbeitung mit hoher Präzision kontrolliert werden.
Auch ein Winkelversatz der Teileköpfe zueinander kann mit der Bildverarbeitung mit hoher Präzision kontrolliert werden.
( Bild: Vester )

Kleine Fehler an Bauteilen könnten in der anschließenden Produktion und Montage einen Stopp verursachen, oder im noch schlimmeren Szenario beispielsweise eine Rückrufaktion in der Automobilindustrie auslösen. Dann entstehen schnell knallharte Auseinandersetzungen um Verantwortlichkeiten, Kosten und weitere Konsequenzen.

Um das Handling und den Durchfluss in der laufenden Qualitätskontrolle – einfacher, funktionssicherer, wesentlich flexibler, mit höherem Durchsatz – zu steigern, benötigte das Eichsfelder Schraubenwerk eine neue vollautomatische Prüfanlage, die all diese Anforderungen zuverlässig erfüllen konnte.

Flexibilität in Durchsatz und Umrüstung

Entsprechend einem umfangreichen Pflichtenheft wandte man sich an die Firma Vester Elektronik GmbH, welche ihre Erfahrungen im Bau von Prüf- und Sortierautomaten zur Prüfung des Teilespektrums einbringen konnte. Die Bildverarbeitungs-Spezialisten dieses Unternehmens lieferten in einer Machbarkeitsstudie entsprechend den Anforderungen ein komplettes Lösungskonzept für eine vollautomatische Prüfanlage. Der damit zu bewältigende Prozess betrifft die Teilebeschickung, Prüfung mit Bildverarbeitung, Sortierung NIO/ IO, vollständige Rückverfolgbarkeit mittels Codeaufdruck auf jedem einzelnen Teil, bis zur kontrollierten abgezählten Abpackung in die Kartons. Selbstverständlich ist auch die statistische Fehlerauswertung mit der Anbindung an das Fertigungsnetzwerk und Datenbank des Unternehmens eingebunden.

Andreas Simon, Fertigungsleiter bei der esw Group bemerkt dazu: „Als einziger Anbieter hat uns die Firma Vester eine komplette und überzeugende Machbarkeitsstudie angeboten die alle unsere Anforderungen enthielt. Von großem Vorteil erwies sich dabei der Lösungsansatz eines senkrechten Drehtellers.“

Durch die Anlagengestaltung mit vertikalem Drehteller wird das gesamte Handling flexibler und der Teile-Durchfluss ist einfach und schnell gegeben. Mit dieser Lösung im Prüfautomaten VVC 821V unterscheidet man sich deutlich vom Wettbewerb, der diesen Lösungsansatz nicht bietet. Vor allem in der Flexibilität erzielt das entscheidende Vorteile, weil eine Umrüstung auf andere Teilevarianten mit anderen Größen innerhalb von nur 10 Minuten erfolgen kann. Das beinhaltet auch die Anpassung der insgesamt 4 Kameras an die neue Aufgabe. Das gesamte Anlagenlayout ist zudem so gestaltet, dass von allen Seiten eine gute Zugänglichkeit für Umrüstungen und Wartungen gegeben ist.

Pausenlose Präzisionsmessung

Die Messbereiche für die zu prüfenden Teile liegen im Bereich von 20 bis etwa 60 mm Länge und von 6 bis 10 mm Durchmesser. Jedes Teil ist mit einer einmaligen Nummer versehen und rückverfolgbar. Von einer Linearstrecke mit vorgeschaltetem Förderband und Wendelförderer aus rollen die Teile in die Aussparungen der beiden parallelen Drehtellerscheiben. So fixiert übernehmen jeweils zwei Kameras gleichzeitig zwei unterschiedliche Bereiche der präzisen Detektion von Merkmalen. Zu messende Aufgaben sind einmal die äußere zylindrische Geometrie mittels Bildverarbeitung in Durchlichtprüfung für Durchmesser, Länge, gerader Kopfhöhe, Verformungen und Deformationen am Kopfteil. Dabei wird bezogen auf eine Bildfeldgröße von 72 mm eine Genauigkeit von 9 µm erzielt.

Das Hauptaugenmerk liegt in der absolut prozesssicheren Kontrolle der Frontalansicht von beiden Köpfen der Prüfteile. Es gibt zwar eine mechanische Lehre zur Winkelversatzprüfung der Kopfenden welche die Teile passieren müssen, jedoch wird diese Prüfung auch über die Bildverarbeitung realisiert. Insbesondere bei kleinen Teilen ist das von großem Vorteil für einen sicheren Prozess. Dabei schaut die Kamera 1 frontal auf den hinteren Kopf und die Kamera 2 frontal auf den vorderen Kopf. Überschreitet der Winkelversatz der Köpfe zueinander einen vorgegebenen Wert, wird das Teil im Anschluss der Prüfung ausgesondert. An den Köpfen wird die äußere stirnseitige Kontur in ihrer Geometrie überprüft. Ist ein kleiner Ausbruch oder kleine Verformung gegeben, wird es als nicht in Ordnung ausgesondert. Auf der Innenseite des Kopfes wird auch die darin eingearbeitete Prägung im Metall wie beispielsweise Vierkant oder Rund mit der Kamera erfasst und detektiert.

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