Integralträger sind sicherheitsrelevante Bauteile in der Automobilindustrie. An ihnen werden Motor, Lenkung und Vorderachse der Fahrzeuge befestigt. Bei Daimler-Chrysler in Untertürkheim prüft ein Vision-System die Qualität der Integralträger an verschiedenen Stellen des Produktionsprozesses.
Wolfgang Schenk ist Fachjournalist in Reutlingen
Im Werk Untertürkheim der Daimler-Chrysler AG ist der Werksteil Mettingen zuständig für die Achsenproduktion sowie den Leichtmetall- und Grauguss. Annähernd 2000 Beschäftigte sind dabei im Gießwerkzeugbau, in der Graugießerei und der Leichtmetallgießerei tätig. In der modern ausgestatteten Leichtmetallgießerei werden unter anderem die Integralträger für vier verschiedene Pkw-Modelle gegossen. Um den wachsenden Forderungen der Qualitätssicherung und der Rückverfolgbarkeit gerecht zu werden, wurden die Identifizierungsdaten für die Integralträger in einem 15-stelligen Code neu definiert. Diese Daten müssen im Rahmen des Fertigungsflusses automatisch gelesen und an den Leitrechner weitergegeben werden.
Wegen der Vielfalt der Daten, die zudem unter schwierigen Bedingungen in der laufenden Produktion zu erfassen sind, konzentrierten sich die Verantwortlichen der Gießerei auf die Bildverarbeitung. Unter den vorgeschlagenen Lösungen beeindruckte das Konzept der Firma Vision Tools Bildanalysesysteme aus Waghäusel. Es überzeugte nicht nur durch das Preis-Leistungs-Verhältnis, sondern auch durch die kompetente Beratung vor Ort. Zudem war das System robust genug für die Umgebungsbedingungen der Gießerei.
Ein Roboter entnimmt die Integralträger der Druckgießmaschine, taucht sie in ein Kühlbecken, positioniert sie dann im Arbeitsraum einer Entgratpresse und legt sie anschließend in der Beschriftungsstation ab. Dort ritzt ein Nadelpräger den 15-stelligen Identcode ein, der eine Vielzahl von Daten enthält. Hierzu zählen unter anderem Trägertyp, Gießform, Maschinennummer, sowie Abgusszeit nach Jahr, Kalenderwoche, Tag und Schicht.
Ein zweiter Roboter entnimmt die beschrifteten Träger, schwenkt sie zur Kontrollstation von Vision Tools und positioniert die Werkstücke im Abstand von 300 mm mit einer Genauigkeit von 5 mm vor einer stationären Kamera. Diese liest innerhalb von 2 s die Klarschriftcodierung. Dabei wird die Beleuchtung je nach Fremdlichteinfluss und Reflexion der Metalloberfläche automatisch angepasst (siehe auch Kasten). Nach der Bildauswertung legt der Roboter das geprüfte Teil auf einem Transportband ab und positioniert sich für die Aufnahme des nächsten Werkstücks. Teile, die nicht in Ordnung sind, legt er auf einem separaten Prüfplatz zur manuellen Nachprüfung ab.
Die Kommunikation zwischen Bildverarbeitungssystem und Rechner erfolgt über eine serielle Schnittstelle. Über sie erfolgt die Übertragung des Identcodes und der Leseergebnisse. Die Daten werden gepuffert und sind jederzeit durch das Bildverarbeitungssystem absetzbar. Bemerkenswert ist, dass für die Datenerfassung weitgehend die Standardsoftware von Vision Tools genutzt werden konnte. Nur wenige anwendungsspezifische Änderungen und Ergänzungen waren notwendig, um die Vorgaben von Daimler-Chrysler zu erfüllen. Dadurch war es den Spezialisten aus Waghäusel auch möglich, das Bildverarbeitungssystem in kürzester Zeit bei laufender Produktion zu installieren.
Stolperfalle Beleuchtung
Manche Anwender, die zum ersten Mal ein Vision-System einsetzen, unterschätzen die Beleuchtungstechnik gewaltig und degradieren sie zum Nebenschauplatz: Das machen wir dann, wenn der Rest erst einmal läuft. Dieser Plan wird nicht funktionieren, weil ohne die richtige Beleuchtung in der Bildverarbeitung gar nichts funktioniert. Experten sind sich einig: Wenn erst einmal die Beleuchtung steht, ist das Gesamtproblem zu 70 % gelöst. Für jede Aufgabenstellung gibt es eine bestimmte Art von Beleuchtung. Gerade reflektierende Objekte wie Alu-Bleche erscheinen dem Laien problematisch. In diesem Fall reicht eine so genannte diffuse Beleuchtung aus, und der Kontrast ist gegeben. Oft werden auch Filter eingesetzt, die Licht aus einem bestimmten Frequenzbereich sperren, so dass es nicht zur Kamera zurückkehrt. Alle Techniken haben ein Ziel: Am Ende soll die Kamera nur das sehen, was sie sehen soll. Alle störenden Elemente sind ausgeblendet. ub
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