Greifersysteme müssen während der Produktion von Sportfelgen auch dann zielsicher zupacken, wenn das Produkt ohne eine exakte Positionierung auf dem Band liegt. Ein Vision-System liefert die nötigen Daten, damit es zu keinem Crash kommt.
Von unserem Redaktionsmitglied Uwe Böttger uwe.boettger@konradin.de
Bildverarbeitungssysteme kommen heute in zahlreichen Bereichen der Automobilindustrie zum Einsatz. Die Technik trägt wesentlich zu einer wettbewerbsfähigen Produktion, Qualitätssicherung und Logistik bei. Die Autohersteller spielen auch bei der Vision Tools GmbH eine zentrale Rolle. Im jüngsten Projekt der Spezialisten aus Waghäusel werden bei einem Hersteller von Motorsportfelgen während des Produktionsprozesses Felgen vom Band gegriffen, um sie der nächsten Bearbeitungsmaschine zuzuführen. Die Produkte werden zuvor von einem pneumatisch arbeitenden System ohne eine exakte Positionierung auf das Band gelegt. Die Bildverarbeitung muss die undefinierte Lage der Felgen bestimmen, damit das Greifersystem zielgenau zupacken kann. „Bei den extrem leichten und fein gearbeiteten Alusportfelgen kann ein so genannter Greifercrash leicht zu einer Verformung führen“, umschreibt Stefan Schweikert, Projektleiter bei Vision Tools, die Gefahr. „Das betreffende Teil wird dadurch unbrauchbar.“
Um dies zu vermeiden, braucht der Greifer Daten über die Drehlage und eine mögliche x/y-Verschiebung der Felge. Ein eindeutiger Referenzpunkt für die Drehlage ist das Ventilloch, anhand dessen der Drehwinkel ermittelt werden kann. Da als markantere Merkmale die vier oder fünf Befestigungslöcher der Felge zur Verfügung stehen, bestimmt der Auswertealgorithmus zuerst deren Lage und sucht danach zwischen je zwei Öffnungen das Ventilloch. Die x/y-Verschiebung ist die Abweichung der Felgenposition von der Nulllage. Abweichungen rühren aber auch von unterschiedlichen Felgentypen mit verschiedenen Außendurchmessern her. Alle auftretenden Felgenarten sind in der Referenzdatenbank des Vision-Systems gespeichert.
Die Auswertesoftware läuft auf einem Panel-PC mit Touchscreen, der sich dank seiner geringen Abmessungen an der am besten geeigneten Position frei schwebend befestigen lässt. Die weniger erfreuliche Seite dieser Kompaktheit liegt in den begrenzten Innenabmessungen des Rechnersystems. Schweikert: „Für die gesamte Anwendung stehen uns lediglich zwei freie Steckplätze zur Verfügung. Einer davon ist bereits von der Framegrabber-Karte belegt, über die die CCD-Kamera die Bilder in den PC einspeist. Für alle weiteren Schnittstellen bleibt nur ein Slot übrig.“
Da die übergeordnete Siemens-Steuerung keine Feldbus-Anbindung besitzt, kann sie mit dem Vision-System nur über digitale Ein- und Ausgänge kommunizieren. Zudem braucht der Rechner einige analoge Verbindungen, etwa für die Übermittlung der Felgendrehlage zum Greifersystem. Ein weiterer analoger Kanal wird benötigt, um den Verstärkungsfaktor der Kamera extern zu regeln, da durch verschiedenfarbige Felgentypen erhebliche Helligkeitsschwankungen auftreten können. Insgesamt ist die Lösung auf digitale und analoge Schnittstellen angewiesen, die auf nur einer Karte realisiert sein müssen. Eine geeignete Lösung war auf dem Markt nicht verfügbar.
Die Lösung des Problems kam von dem Messtechnik- und PC-Kartenhersteller Addi-Data GmbH. Die Spezialisten aus Ottersweier bei Baden-Baden haben eigens für diese Anwendung eine neue Schnittstellenkarte entwickelt. Als so genannte Kombikarte enthält sie analoge und digitale Ein-/Ausgänge mit den geforderten Spezifikationen. Peter Schulz, verantwortlich für die Beschaffung der Schnittstellenhardware bei Vision Tools, zeigt sich zufrieden: „Keine unserer Anwendungen gleicht exakt der anderen. Deswegen sind wir auf Sonderlösungen angewiesen.“
Neben der Hardwarequalität spielt der Service für Schulz eine entscheidende Rolle. Das typische Szenario spielt sich am Freitagnachmittag ab, wenn eine Vision-Lösung beim Automobilhersteller installiert wird, die bis zum Montag einsatzbereit sein muss. Dann ist Schulz auf eine zügige Hilfe bei Software- oder Treiberfragen angewiesen: „In dieser Situation lernt man die Qualität einer Hotline mit konstanten Ansprechpartnern schätzen.“
Im Auswerterechner ist nur Platz für eine Zusatzplatine
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