Im niederbayerischen Aldersbach hat die Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH ein hochmodernes Werk gebaut. Im Produktbereich Scheibenbremse wird mit modernsten High-Tech Maschinen gefertigt. Täglich verlassen mehrere tausend Scheibenbremsen das Werk. Zu den Endkunden zählen namhafte Nutzfahrzeughersteller. Das Sicherheitsprodukt Scheibenbremse wird bei seiner Fertigung besonders strengen Prüfkriterien unterzogen. Hierzu gehört auch, dass vor der Auslieferung Funktionstests mit den Bremssystemen durchgeführt werden, die eine betriebssichere Funktion der Bremse beim Kunden sicherstellen.
Dipl.-Kfm., Dipl.-Ing. (FH) Jürgen-Ralf Weber Produktmanager Bildverarbeitung, Leuze electronic GmbH & Co KG, Owen
Einen wichtigen Teil der Qualitätskontrolle trägt die optische Inspektion durch das Bildverarbeitungssystem visionFIREBOX von Leuze electronic bei.
Betrieb von 3 hochauflösenden Farb-FireWire Kameras
Die visionFIREBOX ist ein Kompakt-PC, der für den Betrieb von digitalen FireWire-Kameras (IEEE 1394) konzipiert ist. Kamera und PC werden über ein standardisiertes Kabel verbunden, der Einsatz von Framegrabbern entfällt und macht das System dadurch kostengünstiger. Die digitalen Kameras sind in Monochrom- oder Farbausführung mit Auflösungen bis zu 1300 x 1030 Pixel verfügbar. Die Software editionLEUZE eignet sich sehr gut für den universellen Einsatz bei allen wichtigen Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung, wie z.B Vollständigkeitskontrolle, Farbkontrolle, Teile-vermessung, Mustererkennung, Identifikation oder Druckqualitätskontrolle.
Bei Knorr-Bremse sind drei hochauflösende digitale FireWire-Farbkameras an die visionFIREBOX angeschlossen und inspizieren die Bremsaggregate aus mehreren Perspektiven. Kontrolliert werden die Anwesenheit, die Lage und die Identität sämtlicher Anbauteile an den Scheibenbremsen. Die Produktion ist flexibel organisiert und zeichnet sich durch kleine Losgrößen sowie Variantenwechsel während des laufenden Produktionprozesses aus. Die montierten Bremsagg- regate befinden sich auf einem Werkstückträger.
Steuerung und Kommuni- kation über Profibus-DP
Zur Identifikation im Produktionsprozess verfügt jeder Werkstückträger über ein induktives Identifikationssystem, auf dem die Auftragsdaten sowie Artikel- und Werkstückträgernummern abgespeichert werden. An der Inspektionsstelle werden die Identifikationsdaten gelesen und direkt über Profibus-DP an die visionFIREBOX über- tragen.
Anhand der übertragenen Artikelnummer startet die Bildverarbeitung das hinterlegte typspezifische Bildverarbeitungsprogramm. Alle weiteren Signale der Prozesskommunikation wie Trigger, Statusinformationen, Fehlermeldungen etc. werden ebenfalls über Profibus übertragen.
Mit dem Bildverarbeitungssystem visionFIREBOX kann zwischen einem „weichen“ und „harten“ Fehler unterschieden werden. Weiche Fehler werden durch Nacharbeit behoben, harte Fehler landen im Ausschuss. Für jedes fehlerhafte Produkt sendet der Bildverarbeitungs-PC ein Fehlerprotokoll an einen Netzwerkdrucker, der sich an der Ausschleusstelle befindet. Die übersichtliche Protokoll-Darstellung erlauben dem an dieser Stelle tätigen Mitarbeiter eine rasche Erkennung und nachfolgende Behebung von möglichen Montagefehlern.
Sicherheit wird bei der Scheibenbremsenproduktion großgeschrieben: Alle lokalen Prüfdaten des Bildverarbeitungsrechners werden auf einer zweiten Festplatte redundant gespeichert. Über die integrierte Ethernet-Schnittstelle erfolgt die Datensicherung im Netzwerk. Die Prüfdaten werden jedem einzelnen Produkt zugeordnet und sind für 15 Jahre verfügbar. Zur Dokumentation der Prüfergebnisse lassen sich die Kamera-bilder abspeichern.
Einfache Anpassung an neue Produktvarianten
„Wir haben uns für die Lösung von Leuze entschieden, weil jeder Kunde seine eigenen Prüfkriterien hat und diese jetzt schnell und problemlos angepasst werden können“, so Ferdinand Nothaft, Produktionsplaner bei Knorr-Bremse. Momentan sind vom System 32 Einzelprüfungen pro Bremse hinterlegt, 32 weitere als Reserve, die je nach der Stückliste der Bremse über eine Menüstruktur aktiviert werden können. Hier gilt es besonders die einfache Oberflächenstruktur hervorzuheben, die eine Änderung bei einer Einzelprüfung in nur einem Arbeitsschritt ermöglicht, da alle 32 Einzelprüfungen in einer Prüfroutine hinterlegt sind. Dies ist eine erhebliche Zeitersparnis, der sich besonders bei Prozessen mit häufig wechselnden Produkten bemerkbar macht.
Die Verwendung einheitlicher Prüfkriterien sichert eine reproduzierbare und sichere Überprüfung. Zum Anlegen einer neuen Variante sind keine speziellen Bildverarbeitungskenntnisse erforderlich. Das Bildverarbeitungssystem ist via Ethernet in das Firmennetzwerk von Knorr-Bremse eingebunden, über eine Remote-Software lassen sich von einem Planungsbürorechner neue Varianten anlegen und alle Bildverarbeitungsfunktionen überwachen.
Leuze electronic hat das komplette Projekt einschließlich mechanischer und elektrischer Integration realisiert. Dieses umfasste alle Inbetriebnahmearbeiten sowie die Lieferung der Schaltschränke und der Gehäuse. „Wichtig für uns ist, dass wir das System selbständig betreiben können und keine externen Software-Anpassungen notwendig sind“, betont Ferdinand Nothaft. Nach den guten Erfahrungen mit den bereits in Betrieb genommenen fünf Systemen ist für 2004 eine Erweiterung geplant.
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