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Industrielle Automation 5/2019

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Industrielle Automation 5/2019

Das Ziel:

Das Ziel: Null-Fehler-Quote Wie eine Vision-Lösung einen mehrstufigen Montageprozess bei einem Automobilzulieferer bestens im Blick behält Bei der Fertigungslinie für Motorstecker setzt IWM Automation auf eine zuverlässige Prozesskontrolle. Zehn Kameras achten im mehrstufigen Montage- und Stanzprozess auf Richtigkeit, Vollständigkeit und Qualität. Das Ergebnis ist eine effiziente Anlage, die Fehler zuverlässig erkennt und NIO-Teile frühzeitig ausschleust. Über 100 Einzelprüfungen im Fokus nen Bauteile erfolgt über Bänder oder via Schüttbehälter und Rütteltöpfe. Greif- und Montage-Applikatoren nehmen die Bauteile auf und positionieren sie an definierter Stelle der auf Werkstückträgern zugeführten Steckergehäuse. Sämtliche Werkstückträger sind mit RFID-Tags ausgestattet, die von Schreib-/Leseköpfen des Industrial RFID-Systems BIS M von Balluff entlang der Montagestrecke und an den einzelnen Stationen erfasst werden. Balluff Vision Solutions für effiziente Fertigungsprozesse „Die Herausforderung besteht darin, den Aufbau und den mehrstufigen Montageprozess unterschiedlich zu konfigurierender Stecker intelligent, optimal aufeinander abgestimmt und damit effizient zu gestalten“, sagt Torsten Meyer, Leiter Projektmanagement Lenkung- und Antrieb-Systeme bei IWM Automation. „Bei der Bewältigung dieser Aufgabe stand uns Balluff mit Rat, Tat und Fachkompetenz zur Seite.“ Entlang der automatisierten Fertigungslinie waren unterschiedliche Aufgaben zu lösen. Ziel war, Fehlerquoten über den gesamten Prozess hinweg zu minimieren. Teile mit Mängeln sollten im laufenden Prozess an der jeweiligen Station erkannt und aussortiert werden. Zentrales Thema bei der Montagelinie ist die Kontrolle von Lage, Ausrichtung oder Abständen von Objekten, die Prüfung auf Vollständigkeit sowie die Kontrolle zuvor ausgeführter Arbeitsschritte. SmartCameras vom Typ BVS SC von Balluff lesen standardmäßig nicht nur Maschinencodes, Text Balluff Vision Solutions ist ein integrierbares und leistungsstarkes System für visuelle Qualitätskontrollen, Identifikations- und Positionieraufgaben Die Montagelinie wird bei einem namhaften Automobilzulieferer Motorstecker produzieren – rund um die Uhr und mit gegen Null tendierender Fehlerquote. Sie ist das Resultat einer engen Zusammenarbeit mit dem Sensor- und Automatisierungsspezialisten Balluff. IWM Automation ist Hersteller von Sondermaschinen mit Schwerpunkt individuelle Lösungen für Montage- und Prüfsysteme. Kunden sind vorwiegend Automobilunternehmen und deren Zulieferer. Wolfgang Zosel, freier Fachjournalist, Reutlingen Die besondere Herausforderung bei der Montageanlage für Motorstecker liegt in der zuverlässigen Überwachung diverser Montage-, Stanz- und Prüfvorgänge. Vor, während und nach einzelnen Arbeitsschritten werden insgesamt mehr als 100 Einzelprüfungen durchgeführt und deren Ergebnisse der zentralen Maschinensteuerung zur Verfügung gestellt. Die Basisgehäuse werden über ein- oder zweibahnige Transportbänder zugeführt. Nach einem Durchlauf über mehrere Stationen kommen sie am Ende der Anlage als fünf unterschiedlich konfigurierte Steckertypen wieder zum Vorschein. Der mehrstufige Fertigungsprozess vollzieht sich im Kern über sechs Stationen. Dabei werden die Steckerbestandteile vollautomatisch montiert, je nach Typ mit bis zu 64 Pins variantenspezifisch ausgestanzt, kontrolliert und am Ende per Laser individuell beschriftet. Die Zuführung der einzel- oder Seriennummern. Die zugehörige Software unterstützt Roboter bei der Positionsfindung, sie erkennt Lage, Beschaffenheit und Detailausprägung von Bauteilen. „Bereits in der frühen Konzeptionsphase haben wir uns für Balluff Vision Solutions entschieden: Das System bietet ein einfach integrierbares, vielfältiges und leistungsstarkes Einsatzspektrum für visuelle Qualitätskontrollen, Identifikations- und Positionieraufgaben. Es deckt Bearbeitungsfehler frühzeitig auf und verhindert so Ausfallchargen und Folgekosten“, betont Torsten Meyer. Mit der Balluff Lösung erhält der Anwender ein Komplettpaket: Software, Bibliothek, Handbücher und Online-Hilfeunter- 68 INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2019

stützung sind bereits in der SmartCamera integriert. Das Angebot richtet sich insbesondere an solche Nutzer, die nicht täglich mit Bildverarbeitungsaufgaben zu tun haben. „Einschalten und loslegen“ lautet dabei die Devise: Die einfache und intuitive Bedienung, flexible Anpassung an die Automatisierungsumgebung sowie der Einsatz von Industriestandards unterstützen den Anwender auf allen Ebenen. Erkenntnisse in Sekundenbruchteilen In den ersten beiden Stationen der Montagelinie prüfen drei SmartCameras die Position von Steckergehäusen. Zweibahnig und konturbasiert checken sie, ob ein 64er-, 32eroder 24er-Stecker vor ihrer Linse steht. Unterstützt von Balluff Flächen- und Balkenlichtsystemen detektieren die Kameras, ob seitlich ein weißer oder schwarzer Einsatz montiert ist. Der integrierte CMOS Sensorchip stellt die Bilder schnell und zuverlässig zur Analyse bereit, die typische Auswertzeit liegt bei 200 bis 300 Millisekunden. Alternativ können Nutzer auch auf gespeicherte Bilder zugreifen. Die SmartCamera speichert bis zu 100 Inspektionsprogramme, umfangreiche Import- und Exportfunktionalitäten mit Trainingsbildern erweisen sich als wertvolle Features. Drei SmartCameras sind für die Pin- Kontrolle der Steckereinsätze in der dritten Station verantwortlich: Ein Flächenlicht beleuchtet den Stecker, die Stirnflächen der Pins werden dabei einzeln mit Helligkeitstools abgefragt. Nur wenn sämtliche Pins vorhanden und korrekt ausgeprägt sind, bleiben die Stecker im Produktionsprozess. Eine weitere SmartCamera checkt die Stanzbilder der Steckereinsätze. Am Ende des Prozesses übernehmen zwei Smart­ Cameras die finale Verrastungsprüfung der Stecker und kontrollieren die Abstände der Rastzungen zum Steckergehäuse. Sind die gestellten Anforderungen nicht erfüllt, veranlasst das Bildverarbeitungssystem das sofortige Ausschleusen des Bauteiles. Damit ist sichergestellt, dass ausschließlich IO-Teile die Anlage verlassen. Die SmartCameras lassen sich so konfigurieren, dass nur die für die Steuerung maßgeblichen Daten über das Prozessnetzwerk laufen müssen. Dies minimiert die Datenbelastung. Alle wichtigen Funktionen 01 Mit System: modular aufgebaute Fertigungslinie für Motorstecker (IWM Automation) sowie Monitor-, Konfigurations- und Statistikmodi werden übersichtlich dargestellt. Im Monitormodus läuft das Inspektionsprogramm kontinuierlich ab, die Ergebnisse werden definiert über bestimmte Ausgänge weitergegeben oder über sogenannte Ergebnispakete der SPS oder einem Steuerungsrechner zugeleitet. Im Statistikmodus kann sich der Nutzer die globale Yield-Rate und Statistikwerte einzelner Ergebnisparameter darstellen lassen. Bei sämtlichen Tools sind stets nur einstellungsrelevante Parameter sichtbar, jede SmartCamera lässt sich gezielt und komfortabel an die individuellen Bedürfnisse anpassen. Synergien nutzen Mit Balluff Vision Solutions stabilisiert IWM Automation den gesamten Produktionsprozess. Intelligente Analysealgorithmen geben die Ergebnisse über die Schnittstelle und im gewünschten Format aus. Aufgrund der großen Flexibilität bei der Bildverarbeitung lassen sich jederzeit wertschöpfungsrelevante Daten ableiten. Weil das System ohne spezielle Software via Webbrowser zu bedienen ist, sind schnelle und nutzerfreundliche Fernwartungs- und Servicekonzepte realisierbar. „Unsere langjährige Partnerschaft hat sich einmal mehr bewährt: Balluff hat auch bei diesem Projekt seine umfassende Automatisierungskompetenz unter Beweis gestellt und uns vom Engineering bis zur Inbetriebnahme tatkräftig unterstützt“, fasst Torsten Meyer zusammen. Fotos: Balluff www.balluff.com 02 64er-, 32er- oder 24er-Stecker? Die Kamera von Balluff prüft, ob der richtige Steckertyp vorliegt 03 Abhängig vom Typ werden in dieser Station bis zu 64 Pins ausgestanzt; eine SmartCamera prüft anschließend das Ergebnis INDUSTRIELLE AUTOMATION 5/2019 69

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