Jedes Teil geprüft

Die Kamera überprüft die Glashüllen auf Intaktheit und Vollständigkeit

DI Florian Martin
Experte für optische Prüftechnik bei Schmachtl

„„Die automatisierte optische Kontrolle sichert objektiv und zuverlässig gleichbleibende Qualität. Wir unterstützen unsere Kunden beim Erstellen, Überwachen und Halten der nötigen Qualitätsstandards.““

Ein perfekter Produktionsprozess ist erstrebenswert, aber unerreichbar. Zu sehr hängt er von nicht beeinflussbaren Faktoren ab, etwa von der schwankenden Qualität der zugelieferten Einzelteile. Dem lässt sich nur durch dauerhafte Qualitätskontrolle entgegenwirken, und diese wird in vielen Betrieben noch von menschlichem Prüfpersonal vorgenommen. Nach dem deutschen Physiker und Unternehmer Walter Masing ergibt sich dabei aufgrund von Konzentrationsschwankungen, Leistungsdruck und Ermüdung ein „Durchschlupf“ (nicht entdeckte Fehler) von bis zu 30 %. Selbst mehrere gleichartige Sichtkontrollen hintereinander verbessern die Effektivität kaum. In sicherheitsrelevanten Bereichen kann das für den Endverbraucher zu lebensbedrohlichen Situationen führen. Für den Hersteller bedeutet das hohe Kosten und einen kaum reparablen Imageverlust.

Schmachtl realisiert projektbezogene Prüfsysteme zur automatischen Qualitätsprüfung von Serienteilen mittels elektronischer Bildverarbeitung und kann auf über 15 Jahre branchenübergreifendes Know-how zurückgreifen. Projektleiter DI Florian Martin, Experte für optische Prüftechnik bei Schmachtl, erklärt: „Wer Qualität ernst nimmt, integriert Verfahren zur Qualitätssicherung bereits direkt in seine Fertigungsprozesse. Die automatisierte optische Kontrolle sichert objektiv und zuverlässig gleichbleibende Qualität. Wir unterstützen unsere Kunden beim Erstellen, Überwachen und Halten der nötigen Qualitätsstandards. Schneller Service ist wichtig, daher fokussieren wir uns auf den lokalen österreichischen Markt.“

Dieselbe Kamera überprüft auch die Anzahl der Metallstifte und das Vorhandensein von Fremdkörpern.

Ing. Franz Waldhör
MBA, seit April 2014 Vertriebsleiter für Systemtechnik bei Schmachtl

„Bei dieser kamerabasierten Kontrollanwendung ist es gelungen, mit nur einer Kamera zwei unterschiedliche Kontrollkriterien automatisiert zu überprüfen.“

Qualitätskontrolle in der Praxis

Ein Beispiel für eine gelungene automatisierte Qualitätsüberwachung wurde von Schmachtl Ende Oktober 2013 bei Electrovac Hermetic Packages in Klosterneuburg in Betrieb genommen. Die in diesem Unternehmen produzierten Glas-Metall-Verbindungen werden neben den Bereichen Aerospace, Medizintechnik, Telekommunikation und Sensorindustrie auch in der Automobilindustrie verwendet. Hier sind sie ein entscheidender Bestandteil für Airbagzünder und -sensoren und tragen dazu bei, dass Airbagsysteme im entscheidenden Moment auslösen. Die einzelnen Komponenten dafür müssen also sicher und dauerhaft höchsten Qualitätsstandards entsprechen.

Electrovac-Einkaufsleiter Robert Hensel weist auf die Wichtigkeit geprüfter Qualität hin: „Ein Airbag rettet Menschenleben und ist neben dem Sicherheitsgurt das wichtigste passive Sicherheitselement im Fahrzeug. Eine stabile erstklassige Produktqualität der einzelnen Komponenten hat bei uns daher oberste Priorität. Das Lösungskonzept von Schmachtl stellt das durch den automatisierten Prüfprozess auf höchstem Niveau sicher.“ Ein positiver Nebeneffekt ist dabei die Optimierung der Produktion durch Senken der Personalkosten bei gleichzeitiger Erhöhung der produzierten Menge.

Eine Kamera kontrolliert alles

Bei ausführlichen Untersuchungen und Tests wurden schon im Vorfeld die Designspezifikationen für die Einplanung in die Anlage festgelegt. Der Materialmix aus unterschiedlich glänzenden Oberflächen und Glas stellte für das Schmachtl-Projektteam eine Herausforderung dar. „Objekt und Beleuchtung müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Zusätzlich war zu klären, wo der optimale Platz für die Kamera ist und wie sie in die Anlage eingebaut werden muss, damit diese die geforderten Funktionen erfüllt“, veranschaulicht DI Martin. Weitere Fragen mussten beantwortet werden: Wie schnell darf sich das Band bewegen und wie können die Kamera, das Licht und die Belichtungszeit in den Prozess integriert werden?

DI Martin erläutert die Anwendung im Detail: „Auf Metallplatten sind Löcher, in die kleine Glasabschnitte (Hülsen) gefüllt werden. In jede dieser Hülsen kommt ein Metallstift als elektrischer Leiter. Danach wird das Ganze gebacken.“ Die Kamera-basierte Kontrolle übernimmt zwei Aufgaben: Mit der ersten Beleuchtung überprüft die Kamera die richtige Platzierung der kleinen Glashüllen im Inneren und deren Intaktheit und Vollständigkeit. Mit der zweiten Beleuchtung überprüft dieselbe Kamera das Vorhandensein der glänzenden Metallstifte und etwaiger Fremdkörper auf dem Bauteil. Wenn ja, wird der Bauteil automatisch ausgeschleust und manuell kontrolliert.

Bei der gewählten Bildverarbeitungslösung werden zwei Aufgaben von nur einer Kamera bewältigt, dazwischen wechselt die Beleuchtung. Zudem erfordert die gesamte Anwendung nur wenig Bauraum. Die gesamte Lösungsverantwortung lag bei Schmachtl. Das 20-köpfige Projektteam programmierte neben der Lösung und Auswertung auch die Schnittstelle zur Steuerung und ist weiterhin Ansprechpartner für Serviceleistungen und zum Abklären von Unklarheiten. Robert Hensel ist voll des Lobes: „Die Programmierer und Techniker reagierten äußerst flexibel auf zwischendurch geänderte Abläufe. Dank der jahrelangen Erfahrung des Teams im Bereich der Bildverarbeitung und Automatisierungstechnik konnten wir daher den straffen Zeitplan einhalten. Die Anwendung läuft zu unserer vollsten Zufriedenheit.“