IBV-Anwendung in der Autoindustrie
Kfz-Zündspulen mittels Vision-Systemen prüfen
In der Automobilindustrie und bei ihren Zulieferern lässt sich industrielle Bildverarbeitungstechnik an vielen Stellen zur Qualitätssicherung einsetzen. Ein Beispiel sind intelligente Kameras, die bei der Herstellung von Zündspulen gute Dienste leisten.
Der Automobilbau ist eine vollständig globalisierte Branche. Unternehmen jeder Größe und Nische konkurrieren miteinander in einem harten Wettbewerb. Nur wer Kosten und Lieferzeiten ohne Einbußen bei Qualität und Durchsatz auf einem niedrigen Niveau hält, hat in diesem umkämpften Markt eine Chance, erfolgreich zu sein. Hersteller und Automobilzulieferer müssen daher neue, innovative Wege finden, um sich am Markt durchzusetzen.
Die Suche nach Wegen zur Reduzierung von Produktionszeiten und -kosten ist für den Maschinenhersteller Steven Douglas Corp. (SDC) aus diesem Grund ein zentrales Thema. Das in Ohio ansässige Unternehmen entwickelt und produziert kundenspezifische Fabrikautomatisierungs-Systeme. Als ein Hersteller von Automobilkomponenten an SDC herantrat, um ein automatisiertes System für die Montage von Zündspulen zu entwickeln, war für SDC klar, dass Bildverarbeitungstechnik für eine solche Lösung unentbehrlich sein würde.
Die Herstellung von Zündspulen ist ein heikler Prozess, der hohe Präzision erfordert. Einer der ersten Schritte in der Produktion dieser Bauteile besteht darin, einen Kupferdraht in einen zylindrischen Kern einzuführen. Für diese Aufgabe benötigte SDC ein Bildverarbeitungssystem, um die Position des Leitungsdrahts zu identifizieren, ein weiteres, um kritische Abmessungen der Zündspule während der Montage zu überprüfen, und schließlich ein drittes, um sicherzustellen, dass das fertige Teil den geforderten Spezifikationen entsprach.
Mehrere Vision-Systeme mit unterschiedlichen Funktionen
Weil für das gesamte Projekt mehrere Bildverarbeitungssysteme mit unterschiedlichen Funktionen erforderlich waren, entschied sich SDC für Cognex als Lieferant für die Bildverarbeitung. »Ausschlaggebend war dabei auch, dass wir in fast allen unseren Maschinen SPS-Systeme von Rockwell einsetzen, in die sich Bildverarbeitungs-Systeme von Cognex leicht integrieren lassen«, erläutert Neil Davis, Elektroingenieur bei SDC.
Für die Qualitätsprüfungen der Zündspulen implementierte SDC mehrere intelligente Kameras der Familie »In-Sight 8000«. Um kritische Abmessungen der Teile während der Montage zu inspizieren, kommt das Modell »In-Sight 8402« mit einer Auflösung von 1600 x 1200 Pixeln zum Einsatz. Damit lässt sich sicherstellen, dass die Zündspulen alle Toleranzanforderungen erfüllen. Die Untersuchungen erfolgen stationär, indem die Anlage die Zündspulen schrittweise an den Bildverarbeitungssystemen vorbeiführt. Die typische Verweildauer von unter einer Sekunde gibt den In-Sight-8402-Systemen ausreichend Zeit für die Bildaufnahme und -auswertung.
Die In-Sight-Systeme automatisieren auf diese Weise einen ansonsten zeitaufwändigen Teil der Inspektion und stellen sicher, dass nur diejenigen Teile in die nächste Phase des Produktionsprozesses gelangen, die den geforderten Spezifikationen entsprechen. Fehlerhafte Zündspulen werden sicher erkannt und ausgeworfen.
Aus Sicht des Kunden von SDC, eines Zündspulen-Herstellers, bieten die Cognex-Systeme diverse Vorteile für die beschriebene Anwendung. So sind die intelligenten In-Sight-Kameras mit Touchscreen-Displays des Typs »Cognex VisionView 900« verbunden, um dem Anlagenpersonal in Echtzeit anzuzeigen, welche Arten von Fehlern auftreten. Die 9-Zoll-Bedienpanels stellen Anwendern hilfreiche Verwaltungstools für Kameras, Sensoren und Bilder nahe der Produktionslinie zur Verfügung und sind dabei nicht auf PCs oder Laptops angewiesen. Durch ihre Schutzklasse IP65 sind sie vor Feuchtigkeit geschützt und unempfindlich gegen Vibrationen, was ihren Einsatz in zahlreichen Anwendungsfeldern ermöglicht. Die Kombination aus In-Sight-Kameras und VisionView-Bedienpanels ermöglicht eine zielsichere Analyse von Fehlern und trägt somit zur schnelleren Optimierung von Produktionsprozessen bei.
Als weiteren Pluspunkt der In-Sight-Bildverarbeitungssysteme betrachtet SDC, dass es sich dabei um eigenständige Kameras mit integrierter Auswertung handelt, die keinen PC erfordern und daher in den Schaltschränken der SDC-Anlage wenig Platz und wenige Kabel benötigen. Das ergonomische, kompakte Design des Systems ermöglichte es dem Kunden daher, Platz zu sparen.
Die In-Sight-8000-Serie im Einzelnen
Die intelligenten Kameras der Serie In-Sight 8000 von Cognex vereinen die Leistung branchenführender Bildverarbeitungs-Tools mit dem kompakten Format einer herkömmlichen GigE-Vision-Kamera und sind mit Bildsensor-Auflösungen von 0,3 bis 5 Megapixel verfügbar. Ihre Software-Tools ermöglichen auch bei hohen Geschwindigkeiten die Durchführung diverser Algorithmen zur Bildverarbeitung und Farbextraktion, eine erweiterte Fehlererkennung, das Lesen von Barcodes oder die Lösung von Aufgaben zum Musterabgleich. Grundlegende Werkzeuge wie Blob, Kante, Histogramm und nichtlineare Kalibrierung sind ebenfalls integriert. »EasyBuilder« ermöglicht eine einfache Schritt-für-Schritt-Einrichtung von Anwendungen; über Spreadsheets und Scripting ist jedoch auch eine erweiterte Flexibilität gegeben.
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