Im Mannheimer John Deere Werk rollen täglich knapp 140 Traktoren vom Band. Dabei machen die Traktoren an Prüfungsstationen halt, an denen wird, dass alle Teile korrekt verbaut wurden. Um den Produktionsschritt der Qualitätssicherung effizienter zu gestalten, hat das Team bei John Deere vor rund drei Jahren den Weg Richtung Automation eingeschlagen.
Inspiriert vom See&Spray-System von John Deere, das mit Hilfe satellitengestützter Hochgeschwindigkeitskameras in Sekundenbruchteilen Nutzpflanzen von Unkräutern unterscheidet, wurde ein vollautomatisches Inspektionssystem mit einem KI-gesteuerten Kameraroboter entwickelt, der Montageergebnisse mit industrieller Bildverarbeitung prüft.
50 Prüfpunkte in drei Minuten
Das Team der Automatisierten Fertigung bei John Deere baute zunächst einen digitalen Prototyp namens „Sky Hawk“. Hierbei wurde der analoge Prüfungsablauf eines Traktors in ein digitales Modell übertragen. Nach erfolgreichen Tests wurde das System während der Betriebsferien des Mannheimer Werks in die Traktorenproduktion integriert und kam im August 2023 zum Einsatz.
Seitdem führt das Montageband die Traktoren durch einen großen Torbogen zum Arbeitsbereich von Sky Hawk. Innerhalb von 3 Minuten fährt die Sky Hawk-Kamera pro Station bis zu 50 Prüfpunkte an und vergleicht den Zustand des Traktors mit Bildern des Sollzustands. Jeden Winkel des Traktors kann die Kamera inspizieren, sie ist an einem Sechs-Achs-Roboter montiert, der sich auf einer Linearachse über dem Traktor hin und her bewegt und so den menschlichen Bewegungsablauf bei einer Prüfung schnell ausführt.
Digitales Modell als Grundlage
Grundlage für diese zügige Prüfung sind digitale Modelle der Traktoren: Die Kamera fährt im Live-Betrieb streng genommen nicht den physischen Traktor vor sich ab, sondern einen digitalen „Mantel“, der sich über die Maschine legt. Die Information, welches Modell in welcher Konfiguration geprüft werden soll, erhält Sky Hawk über einen RFID-Chip im Tankdeckel des Traktors.
Sky Hawk arbeitet zudem mit den menschlichen Kollegen zusammen. In jedem Produktionsbereich trägt ein fester Springer eine Smartwatch am Handgelenk. Sobald Sky Hawk eine Unregelmäßigkeit feststellt, analysiert das System in Echtzeit, welcher Produktionsbereich das Problem beheben kann. Der Springer erhält dann einen Alarm auf seine Smartwatch, die direkt anzeigt, inwiefern sich der reale Traktor von dem über ihn liegenden digitalen Mantel unterscheidet.
Nach der Problembeseitigung drückt der Springer auf einen Knopf seiner Prüfstation und schickt den Traktor auf dem Laufband in die nächste Prüfstation. Je nachdem für welches Traktorenmodell Sky Hawk konzipiert wurde – denn das System ist schnell modular einstellbar – werden bis zu 600 Prüfpunkte angefahren. In Zukunft soll der entstehende Traktor auf dem Montageband seine eigene Wartung durchführen und Fehler bei „seiner“ Fertigung melden.
John Deere Walldorf GmbH & Co. KG
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