Optisches Prüfsystem zeigt Zusammenspiel von Software und Hardware

Hardware-Baukasten für lernende Maschine

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Für eine intelligente optische Prüfanlage des Fraunhofer IWU lieferte Maschinenbau Kitz die passende Hardware und Fördertechnik. Denn auch selbst lernende Software braucht einen festen Rahmen.

Die Anlage des Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz überprüft schwarz lackierte Kleinteile für die Automobilbranche vollautomatisch auf optische Fehler. Und die Software kann nicht nur bekannte Fehlermuster identifizieren, sondern lernt auch, selbstständig Fehler zu erkennen, zu unterscheiden und zu bewerten. „Die Software kann zum Beispiel die Daten unterschiedlicher Sensorsysteme kombinieren“, sagt Alexander Pierer, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Automatisierung und Monitoring. Mithilfe von strukturentdeckenden Verfahren kann die Software komplexe Zusammenhänge in Datenbeständen finden und Muster identifizieren.

19 Kameras prüfen dabei bis zu 250 Kleinteile im Durchlauf auf Fehler. Mit 18 m/min wird der Werkstückträger mit den zu prüfenden Kleinteilen durch das System transportiert. Die Kameras machen innerhalb von drei bis vier Sekunden 360 Bilder, die dann innerhalb der Taktzeit von 30 Sek. ausgewertet werden. LED-Lampen beleuchten die Produkte von drei Seiten. Um Bewegungsunschärfe und Fremdlichteinflüsse auf den Bildern zu vermeiden, müssen die Produkte sehr kurz und mit hoher Intensität belichtet werden: Lichtblitze im Bereich von 10 µs unterstützen die Kameras, super-präzise Bilder zu schießen.

Software und Hardware müssen dabei einwandfrei zusammenspielen. „Wir brauchten für die Anlage Fördertechnik und die komplette Umhausung, Kamerahalterungen, Computer-Einhausungen und einen Arbeitsplatz“, sagt Pierer. Aus früheren Projekten hatte Pierer gute Erfahrungen mit dem Profil- und Fördertechnik-Spezialisten Maschinenbau Kitz aus Troisdorf gemacht, der auch dieses Mal die Anforderungen wieder bestens erfüllte.

Kameras flexibel einstellen

Bei diesem Projekt kam es vor allem auf sehr flexible Einstellmöglichkeiten für die Kameras an. Um eine lückenlose Prüfung der Teile zu gewährleisten, mussten die Kameras 1/10mm-genau, frei in drei Achsen eingestellt werden können. Hier haben die mk-Konstrukteure mit den IWU-Mitarbeitern eine effiziente und flexible Lösung gefunden und die Konzeptzeichnung mit Leben gefüllt.

Auch besondere Anforderungen waren kein Problem. So mussten die verwendeten Materialien zum Beispiel frei von lackbenetzungsstörenden Substanzen (LABS) und dazu noch antistatisch ausgeführt sein. Zentraler Bestandteil der Anlage ist ein Zahnriemenförderer ZRF-P 2010, auf dem der Werkstückträger durch die gesamte Anlage gefördert wird. Ein Drehgeber am Motor des Förderers sagt der Software im Hundertstel-mm-Bereich genau, wo der Werkstückträger sich auf dem Förderer befindet. Der gesamte Kamerabereich musste mit einer blickdichten Einhausung versehen sein, um den Blendschutz für die Bediener zu gewährleisten und die Optik zu schützen.

All das konnte die Anlage erfüllen, vor allem aufgrund des Systembaukastens aus Profiltechnik und Fördertechnik. Vieles konnte man bereits aus dem Standard-Repertoire verwenden. „Das Preis-Leistungs-Verhältnis hat uns überzeugt“, sagt Pierer, der sich auch für zukünftige Projekte gerne wieder an mk wenden will, „um für unsere Software das ebenso wichtige Drumherum zu schaffen.“

Maschinenbau Kitz GmbH

www.mk-group.com


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