Dass sich Bildverarbeitung nicht nur für die Qualitätssicherung von Massenteilen rechnet, beweist der Automobilzulieferer Fischer. Das Horber Unternehmen prüft neun unterschiedliche Boxen-Varianten für die Mittelkonsole des 7er BMW mit einem Vision-System innerhalb weniger Sekunden.
Klaus Dieter Hennecke ist Fachjournalist in Olpe
Die bislang größte Baugrupppe, die der Automobilzulieferer Fischer Automotive Systems realisiert hat, bereichert die Mittelkonsole des neuen 7er BMW. Hierfür hat der Aufbewahrungsspezialist eine Multifunktionsbox entwickelt. Das System ist modular aufgebaut und ermöglicht entsprechend den verschiedenen Kunden- und Marktanforderungen neun Ausstattungsvarianten. CDs, Cassetten, Brillen, Handys, Münzen und Flaschen finden ihren sicheren Platz in der geräumigen und zudem klimatisierbaren Box. Diese Varianten gilt es nicht nur produktions- und montagetechnisch bedarfsgerecht zu beherrschen. Auch die Qualität muss zu 100 % gesichert sein.
Welche Prüfaufgaben zu lösen sind, wird beim Blick auf die kundenindividuellen Auswahloptionen klar. Die Multifunktionsbox wird in einer Grundvariante, in verschiedenen Komfortvarianten sowie für den amerikanischen Markt mit einer integrierten Handyaufnahme angeboten. Die Ausführung für den japanischen Markt enthält eine Universalhalterung für das Mobiltelefon. Die Box ist aus einer Vorder- und Rückwand, einem U-förmigen Gehäuse und einem Träger für die Ausstattungselemente zusammengesetzt. Der gesamte Ablageraum ist beflockt und lässt sich über die Klimaautomatik belüften und klimatisieren. Mit LED-Technik wird das Ablagefach beleuchtet. Da bei der Herstellung dieses komplexen Funktionsteils einiges schief laufen könnte, ist trotz zahlreicher Zwischenkontrollen eine umfassende Abschlussprüfung unumgänglich.
Die Aufgabenstellung ist bei Fischer eine Herausforderung für den eigenen Sondermaschinenbau. „Die Zahl der Varianten und die Stückzahlen sind einfach zu groß, um diese Prüf- und Messaufgaben manuell dauerhaft zuverlässig zu erledigen“, erklärt der zuständige Leiter Herbert Erath. Auch der Einsatz von herkömmlichen Messvorrichtungen ist nicht optimal. Messtaster können die Oberfläche verkratzen und sind bei labilen Bauteilen immer kritisch in der Anwendung. Außerdem sind diese Lösungen unflexibel, wenn es zum Beispiel konstruktive Änderungen oder zusätzliche Varianten gibt – was eigentlich der Normalfall ist. Hinzu kommt der Aspekt Wirtschaftlichkeit. Zuverlässiges Prüfpersonal ist schwer zu finden und kostet Geld, das über die Produkte verdient werden muss. Erath: „Wir haben uns deshalb bei der Planung einer flexiblen automatisierten Prüfanlage für die Mittelkonsolboxen schnell auf die Integration eines Bildverarbeitungssystems verständigt.“
Bei der Wahl eines passenden Vision-Anbieters machte die Visicontrol GmbH aus Weingarten das Rennen. Walter Hecht, Vertriebsleiter bei Visicontrol, umschreibt die Firmenphilosophie des BV-Spezialisten, die letztendlich die Entscheidung bei Fischer herbeiführte: „Wir entwickeln und produzieren Hardware, Software und Beleuchtungssysteme selbst. Dadurch sind alle Komponenten unserer Vision-Lösungen aufeinander abgestimmt.“ Außerdem ist das Projektgeschäft eine traditionelle Stärke von Visicontrol. Die Weingartener haben sich in den vergangenen 15 Jahren ein umfassendes Applikations-Know-how erarbeitet, von dem der Kunden profitieren kann. Und das war bei Fischer besonders gefragt. Herbert Erath: „Für uns war es wichtig, dass sich der BV-Partner im Maschinenbau auskennt und uns sinnvolle, nachvollziehbare Vorgaben machen kann.“ Den Leiter des Sondermaschinenbaus überzeugte zudem die Tatsache, dass die Vision-Rechner von Visicontrol zusätzlich SPS-Funktionalitäten bieten.
Die im neuen Fischer-Werk eingesetzte Prüf- und Mess-Station arbeitet mit vier Kameras. Drei der elektronischen Augen erledigen diverse Messaufgaben und unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Messfeldgröße. Zwar besitzen die Boxen mit 400 mm x 200 mm x 250 mm recht überschaubare Abmessungen, doch erfordert die Qualitätssicherung an einigen Stellen des Bauteils eine Messgenauigkeit von 0,1 mm. Kamera Nummer vier stellt sicher, ob der Prüfling die bestellten Ausstattungsmerkmale hat.
In der Anlage kommen eigene Infrarotbeleuchtungskörper zum Einsatz, die über ein separates Lichtsteuergerät mit den Kameras synchronisiert sind. Durch IR-Licht arbeitet die Anlage auch bei normaler Tageslichtumgebung nach Angaben der Weingartener zuverlässig. Der dadurch mögliche Verzicht auf eine Umhausung kommt der Handhabung entgegen, was für Herbert Erath ein wichtiges Kriterium ist. „Im Sondermaschinenbau legen wir großen Wert auf die Zugänglichkeit aller wesentlichen Komponenten.“ Eine entsprechend durchdachte Konstruktion spart Fischer bei Störungen, Umstellungen und Modifikationen viel Zeit und Geld. Alle Bedienelemente des Visionsystems wie Tastatur, Monitor, Bedienschalter und die Vorrichtung für die Aufnahme der Boxen sind frei zugänglich. Die notwendigen Bedienertätigkeiten sind auf ein Minimum reduziert, denn schließlich ist jeder Handgriff eine potentielle Fehlerquelle.
Die Prüflinge werden auf einem Rollenband bereitgestellt und verfügen über einen Barcode. Das Label wird gescannt, worauf das BV-System das zugehörige Messprogramm aktiviert. Hat der Bediener anschließend das Teil in der Aufnahmevorrichtung platziert, wird der automatische Prüfablauf per Tastendruck gestartet. Neben attributiven und qualitativen Merkmalen ist bei Varianten mit elektrischen Funktionen zudem eine Funktionsprüfung integriert. Fehler wie Maßabweichungen oder falsche beziehungsweise fehlende Ausstattungsmerkmale werden unmittelbar signalisiert. Das Teil wird ausgeschleust und der Nachbearbeitung zugeführt. Wenn alles in Ordnung ist, wird automatisch ein Prüfetikett gedruckt und seitlich an die Box gelabelt. Erst dann nimmt die geprüfte, gelabelte und dokumentierte Box ihren Versandweg in Richtung Montage der 7er-Baureihe von BMW.
„Die Anlage und insbesondere die Bildverarbeitung funktionierten bisher reibungslos“, so das Fazit von Herbert Erath. Die Frage, ob sich die komplette Anlage von Visicontrol inklusive BV-System, Engineering und Schulung für rund 30 000 Euro bezahlt macht, stellt sich Erath erst gar nicht. Im Gegenteil, zwei weitere Systeme sind bereits in Planung. Übrigens: Die Spezialhalterung für eine Champagnerflasche und zwei Gläser im neuen Maybach kommen auch aus Horb.
Prüf- und Messaufgaben sind manuell nicht zu schaffen
Spezielles IR-Licht spart eine Umhausung der Prüfeinrichtung
Feste Größe für Automobilisten
Mit ihren größtenteils kinematischen Innenraumkomponenten ist Fischer Automotive Systems für die meisten großen Automobilhersteller zu einer festen Zuliefergröße avanciert. Als Basis für künftiges Wachstum wurde in Horb, unweit des Firmensitzes der Unternehmensgruppe, für rund 25,5 Mio. Euro kürzlich ein neuer Fertigungsstandort etabliert. Das moderne Gebäude bündelt auf 18 000 m² sämtliche Aktivitäten unter einem Dach. Der moderne Maschinenpark in Kombination mit der engen Verzahnung von Entwicklung, Prototyping, Konstruktion, Werkzeugbau, Produktion, Montage bis hin zur Logistik ist die beste Voraussetzung, um auch künftig Innovationen in qualitativ hochwertige Produkte umzusetzen.
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