Qualitätskontrolle durch ›intelligentes Sehen‹

Qualitätskontrolle für Kleinst- und Mikroteile ist unerlässlich, da viele Details der Teile vom menschlichen Auge gar nicht mehr ohne Hilfe, zum Beispiel ohne Mikroskop, gesehen werden können. Bei den Herstellern von Spritzgussteilen erfordert das einen immer effektiveren Prozess rund um den gesamten Spritzguss. In der Optimierung des Zusammenspiels aller Systemaspekte von Maschine, Werkzeug, Ma - schinen- und Prozesssteuerung über Handling, Qualitätskontrolle, Installation, einfache Maschinenbedienung und Programmierung bis hin zur übergeordneten Fertigungskommunikation und -dokumentation liegen noch viele nutzbare Potenziale.

Mit der Systemlösung ›PowerVision‹ von Wittmann Battenfeld bietet der Hersteller von Spritzgussmaschinen eine in sich schlüssige, komplette Systemlösung. Sie gewährleistet eine hochpräzise Qualitätskontrolle mit extrem sicher arbeitender Bildverarbeitung aus einer Hand und mit nur einem Ansprechpartner.

Präzision bis in den Mikrometer-Bereich

Die Spritzgießmaschinen der Baureihe ›MicroPower‹ werden unter anderem in den Bereichen Automotive, Elektrotechnik und Elektronik, Lifestyle bis hin zur Medizintechnik eingesetzt. Bei diesen kleinen Bau- und Mikroteilen ist höchste Präzision bis in den μm-Bereich gefordert. Gebaut als besonders kompakte Maschinen, muss auch die ganze Peripherie in diese Systemphilosophie passen.

Die Entscheidung für eine hundertprozentige Qualitätskontrolle mit Bildverarbeitungssystemen in Hard- und Software von Cognex hatte eine ganze Reihe gewichtiger Gründe. Als Weltmarktführer in ›Machine Vision‹ verfügt Cognex über ein sehr umfangreiches technologisches Know-how und Anwendungserfahrungen aus allen Branchen – von einfachen bis zu komplexen Lösungen industrieller Bildverarbeitung. Vor allem entspricht das Know-how bezüglich einfacher Integration und komfortabler Kommunikationseinbindung in den kompletten Fertigungsprozess bis hin zur Qualitätsdokumentation den neuesten internationalen Normen und Gesetzen. Darüber hinaus bietet Cognex ein weltweit dichtes Vertriebs- und Servicenetz – für den Export von Maschinen und Anlagen ein weiterer wichtiger Aspekt. In der Produktfamilie von kompakten, vollkommen autark arbeitenden Vision-Systemen ›In-Sight 5000 bis 5600‹ gewährleistet die Serie ›In-Sight Micro 1000 bis 1400‹, in Abmessungen von nur 30 x 30 x 60 mm, einen enormen Leistungs- und Funktionsumfang (Bild 1). Durch die minimalen Abmessungen mit integriertem Ethernet-Anschluss konnte die Bildverarbeitung äußerst platzsparend in die Spritzgussmaschine integriert werden. Die eingesetzte ›In-Sight Micro 1403‹ verfügt außerdem über eine Bildauflösung von 1600 x 1200 Pixeln und bietet damit die Basis für höchste Präzision in der Teile vermessung und Merkmalsfindung. Die dazu gelieferte In-Sight Explorer Bildverarbeitungssoftware liefert extrem sichere und fein arbeitende Algorithmen der Bildanalyse, basierend auf den patentierten, geometrieorientierten Vision-Tools von ›PatMax‹. Hinzu kommen die integrierten, direkten Kommunikationsfähigkeiten mit nahezu allen gängigen SPS, Robotern, MMS und Feldbus-Systemen, die in der Fabrikautomation normalerweise verwendet werden. Bei vielen anderen Vision-Systemen muss die Beleuchtung, und damit auch die Steuerung der Lichtintensität, jeweils über ein externes Netzgerät erfolgen. Das In-Sight-Micro-LED-Blitzringlicht wird direkt über die Kamera gesteuert. Das vereinfacht die Installation und gewährleistet auch bei wechselnden Umgebungsbedingungen die jeweils optimale Teileausleuchtung (Bild 2).

Durchgängige Lösung mit hoher Integrationsdichte

Das Kontrollsystem ›PowerVision‹ ermöglicht demKunden die Anwesenheitskontrolle und Prüfung der Konturen von Spritzgussteilen mit beispielsweise acht Kavitäten pro Werkzeugunterteil, und das auchbei höheren Taktraten. Die Darstellung der Messapplikation erfolgt auf einer eigens entwickelten Benutzeroberfläche und ist in die ›Unilog B6‹-Steuerung der Spritzgießmaschine integriert (Bild 3) – das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit der Firma Wittmann Battenfeld mit Cognex. Zusätzliche VGA- und USB-Schnittstellen erschließen weitere Kommunikationsmöglichkeiten. Dabei wurde eine besonders einfache und klar verständliche Bedienung in den Mittelpunkt der Entwicklung gerückt. Das entlastet das Bedienungspersonal und ermöglicht es diesem dennoch, die Kontrollergebnisse direkt einzusehen. Anpassungen können durch einfaches Parametrieren erfolgen. Ein unbeabsichtigtes Verstellen des Messprogramms oder der Messgrenzen wird ausgeschlossen, weil sich der Bediener erst über ein Passwort bei der Steuerung anmelden muss. In besonders platzsparender Weise sind der Roboter und das Vision-System in die Spritzgussmaschine integriert. Die Ansteuerung des In-Sight 1403 erfolgt direkt über den Wittmann ›Vertikal-Scara-RoboterW8VS2‹. Hohe Bedienerfreundlichkeit wird auch hier geboten. Teachprogramm-Bereiche, auf die produktspezifisch geachtet werden muss, wurden in den ›Quick Editor‹ der R8.2-Steuerung gelegt und ermöglichen die einfache, schrittweise bildbasierte Parametrierung (Bild 4). Vom Roboter werden das Triggersignal zum Aufnehmendes Bilds wie auch die zugehörige Kavitätsnummer an das Vision-System gesendet. Da die MicroPower für kurze Zyklen mit einem Drehteller auf der Auswerferseite ausgerüstet ist, werden auch die Daten des jeweils zugehörigen Werkzeugunterteils an die Kamera gesendet. Rückmeldungen, wie beispielsweise ›Bild aufgenommen‹, gehen direkt an den Roboter, und der kann bereits weiterfahren, um Zykluszeit zu sparen. Nach der Bildauswertung erhält der Roboter die Information für die Gut/Schlecht-Selektierung. Zukünftig werden Fehlerarten vordefinierbar sein, um damit die statistische Fehlererfassung detailliert zu dokumentieren.

AUTOR
Dipl.-Ing. KAMILLO WEISS ist
freier Fachjournalist aus Leinfelden;
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