Qualitätsüberwachung per Kamerasystem

Sichere Hochzeit

100 Prozent In-Line- Qualitätsüberwachung per Kamerasystem
Auch komplexe, vormontierte Einheiten können heute zu 100 Prozent optisch geprüft werden.
Moderne Maschinen sind komplex und individuell nach Kundenwunsch gebaut. Kommen dazu noch große Stückzahlen und hohe Güteansprüche, wird eine herkömmliche Qualitätsüberwachung schwierig. Bestes Beispiel für solche extremen Anforderungen ist die Automobilindustrie.

Denn hier ist höchste Qualität bei niedrigen Fertigungskosten gefragt; die Automobilindustrie ist Vorreiter für viele Neuerungen in der Automatisierung oder Qualitätssicherung. Ein neues, diskret aufgebautes, optisches Qualitätskontrollsystem bietet jetzt skalierbare Leistung für vielfältige Kontrollaufgaben. Das netzwerkfähige System lässt sich schnell und einfach in bestehende Anlagenkonzepte und Netzwerke integrieren.

Moderne Fahrzeuge bestehen aus vielen Einzelteilen und werden nach Bestelleingang individuell zusammengesetzt. Für die richtige Fertigungsstrategie vertraut einer der führenden Premium-Pkw-Hersteller Europas auf ein fundiertes Qualitätsmanagementsystem. Mit optischer Erfassung werden eine Vielzahl der auf Aggregateträgern vormontierten Fahrgestell- und Antriebseinheiten individuell überwacht und einer Endkontrolle unterzogen. Der Visualisierungsspezialist Omron hat dazu am Ende der Bestückungs- und Montagelinie ein diskretes Qualitätskontrollsystem eingerichtet und mit dem bestehenden Automatisierungs- und Qualitätssicherungssystem der Fertigung vernetzt.

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Komplette Fahrgestelle werden mit Antriebseinheiten auf Aggregateträgern vormontiert. Die fertigen Einheiten werden dann in eine weitere Halle gefördert, in der die „Hochzeit“ – die Vereinigung des Fahrgestells mit der auf einer anderen Linie gefertigten Karosserie – stattfindet. Dieser Produktionsschritt ist der Flaschenhals der gesamten Fertigung. Hier darf nichts schiefgehen, sonst steht die ganze Produktion still. Deshalb müssen alle Fahrgestelle eine 100-prozentige Endkontrolle vor Verlassen der eigenen Produktionslinie durchlaufen.

Bei rund 50 einzelnen Fertigungsstationen für das Fahrgestell und zahlreichen Varianten beim Aufbau ist eine schnelle und trotzdem flexible Prüflösung gefragt. Optische Systeme sind hier dank berührungsloser Messverfahren und schneller Ergebnisse die beste Lösung. Allerdings stecken die Probleme im Detail. Hohe Auflösung und scharfe Bilder sind für eine optimale Auswertung nötig. Die gesamte Bautiefe der Fahrgestelle von 40 bis 60 Zentimeter muss scharf abgebildet werden. Die Kameras belichten darum mit kleiner Blendenöffnung. Um dennoch den nötigen Lichteinfall sicherzustellen, arbeitet das System aus 15 Kameras mit „hellem“ Blitzlicht; damit das Blitzlichtgewitter in der Fertigungshalle nicht stört, werden Infrarot-Leuchtdioden als Lichtspender eingesetzt.

Ein Barcodeleser liest zunächst den zugehörigen Barcode mit der Produktionsnummer des Fahrzeugs vom Aggregateträger ab. Die zugehörige Ausführungsversion ruft der Rechner der Prüfstation vom übergeordneten Automatisierungssystem des Herstellers ab. Mit dieser Information wählt das Prüfprogramm dann die entsprechende Datenmaske für den eigentlichen Prüfvorgang. Entsprechen alle Checkpunkte für Aufbauteile und Schrauben der Vorlage, wird das jeweilige Fahrgestell freigegeben und ein Protokoll an das übergeordnete Qualitätssicherungsmanagement der Fertigung übertragen. Bei Abweichungen zum Sollwert wird automatisch Alarm ausgelöst. Der Werker hat während einer gewissen Zeitspanne die Möglichkeit, den Fehler zu beheben und an einem Terminal zu quittieren. Ist der Fehler in festgelegter Zeit nicht behoben, stoppt das gesamte Förderband. Dieses so genannte „Poka Joke-Prinzip“ stellt sicher, dass erkannte, unbehobene Fehler nicht in die Folgeproduktion verschleppt werden und für Folgefehler sorgen.

Um einen reibungslosen Ablauf der Installation, Inbetriebnahme und daher Planungssicherheit zu gewährleisten, installiert Omron die komplette Anlage selbst. So gibt es für den Kunden auch nur einen Ansprechpartner und weniger Reibungsverluste. Die Spezialisten installierten im vorliegenden Fall 15 Kameras vom Typ F500 mit je einer Million Pixel Auflösung sowie die entsprechende LED-Blitzlichtbeleuchtung. Auch Mechanik, Schaltschrank, Bedienterminals und Softwareeinrichtung hat der Hersteller eingerichtet. Dank der Detailkenntnis ist schon beim Aufbau eine weitgehend optimale Ausrichtung der Komponenten möglich. Die nachfolgende Feinabstimmung und Inbetriebnahme übernehmen die Spezialisten ebenfalls. So ist die sonst oft langwierige Inbetriebnahme auf das Wesentliche beschränkt. In Verbindung mit der Software VisionComposerNET ist die Konfiguration und Wartung eines Bildverarbeitungsnetzwerks von einem zentralen (Industrie-) PC aus möglich. Das System ermöglicht die Protokollierung von Bildern und Ergebnissen für die spätere Analyse. Kommunikation mit Anlagenumgebung, Protokollierung und Speicherung von Daten in Echtzeit ist über die Schnittstellen 10/100 Base TX Ethernet-Port, USB und RS232/422 oder 33 digitale E/A-Punkte möglich. Sicherheits-Tools für die Erstellung von Audit Trails in sicherheitsempfindlicher Umgebung ermöglichen vorbeugenden Anlagenschutz. PR/pb

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