Ziehl-Abegg ist ein Hersteller von Luft- und Klimatechnik-Anlagen. Die Leiterplatten für die vom Unternehmen gefertigten Produkte stammen aus eigener Herstellung. Sicherzustellen, dass diese auch einwandfrei funktionieren, ist entscheidend für den weiteren Einsatz. Verantwortlich dafür ist das Qualitätssicherungspersonal. Die Mitarbeiter dieser Abteilung sind geschult, doch auch sie sehen nicht alle Fehler. Um die Zuverlässigkeit der eigenen Produkte weiter zu verbessern und zugleich die Mitarbeiter zu entlasten, machte sich Ziehl-Abegg auf die Suche nach einer entsprechenden Lösung. Beim Schlauen Klaus von Optimum Datamanagement Solutions wurde man fündig.
Der Schlaue Klaus ist in seiner ausgewachsenen Version ein vollständiges digitales Werker-Assistenzsystem für die Wareneingangskontrolle, die automatische optische Identifikation, die Qualitätssicherung und die optische Endkontrolle. Ziehl-Abegg jedoch benötigte eine schlanke Version. Denn die Qualitätskontrolle des Unternehmens ist mobil und lässt sich nach Bedarf an den verschiedenen Produktionsstraßen einsetzen.
„Wir haben den Schlauen Klaus nur in dem Umfang gekauft, wie es für uns nötig war und auf zusätzliche Funktionen verzichtet“, erklärt Maik Oberst, Abteilungsleiter Leiterplattenfertigung bei Ziehl-Abegg. Das System wurde sehr kompakt konstruiert und in das bestehende Prüfsystem integriert. „Dank der reduzierten Bauform können wir den Schlauen Klaus in den Fertigungslinien einsetzen, in denen er wirklich benötigt wird. Ein separates Gerät für jede Prüfstation ist dadurch nicht zwingend notwendig“, erklärt Oberst.
System erstellt automatisch eine Freigabedatei
Die optische Prüfung durch das System dauert nur wenige Augenblicke. Dafür wird die Leiterplatte kurz unter die Kamera gelegt. Der Schlaue Klaus Lite gleicht dann in Echtzeit die eingehenden Bilder mit den in seiner Datenbank hinterlegten Informationen ab und gibt ein optisches sowie akustisches Okay, wenn die Inspektion erfolgreich war. Im Fehlerfall gibt das Assistenzsystem auch dazu eine entsprechende Rückmeldung. Zur Kommunikation mit weiteren Prüfgeräten wird während des Prüfprozesses automatisch eine Freigabedatei befüllt. Sie bestätigt, dass die Bestückung korrekt durchgeführt ist und wird an den Funktionscomputer übergeben. Dieser führt dann seinen eigenen Test durch und prüft die einzelnen Komponenten auf ihre technische Funktionalität. Prüfer können sich voll und ganz auf den Ablauf am Gerät konzentrieren und sich auf das Ergebnis verlassen.
Zwei Kameras mit
Tempo und Präzision
Ausgestattet ist der Schlaue Klaus Lite bei Ziehl Abegg mit zwei verschiedenen Kameras, die trotz kompaktem Rechner ein hohes Erkennungstempo mit detailgenauer Präzision kombinieren. Die erste Kamera arbeitet im Standard mit 18 Mpx. Sie ermöglicht Echtzeit-Geschwindigkeit und ist für 90 % der Prüfprozesse vollkommen ausreichend. Sind Detailaufnahmen gefragt, kommt die zweite Kamera zum Einsatz. Diese hat eine Auflösung von 42 Mpx und befähigt somit den Schlauen Klaus, auch kleinste Bauteilmerkmale wie gelaserte Matrixcodes oder ähnliches zu erkennen.
Zur Verarbeitung eingehender Informationen verfügt der Schlaue Klaus Lite selbst in der kleinen Version über einen leistungsstarken Rechner mit 8-Kern-Prozessor. Die integrierte Bildverarbeitungssoftware ermöglicht einen Abgleich der Aufnahmen mit den im System hinterlegten Referenzbilddaten in Echtzeit.
Zu den Standard-Bildverarbeitungsalgorithmen kommen auch neuronale Netzwerke zum Einsatz. Diese verwendet Optimum, um eines der größten Probleme kamerabasierter Assistenzsysteme zu lösen: Das Erkennen und Identifizieren von flexiblen beziehungsweise variablen Bauteilen und Materialien. Ihre Flexibilität sorgt dafür, dass sie praktisch eine unendliche Zahl an möglichen Erscheinungen annehmen können.
Der Abgleich ist entsprechend komplex, erfordert eine Menge Rechenleistung und ist zudem häufig mit nur einem Referenzbild nicht erfolgreich. Dank des neuronalen Netzwerkes erkennt das System die relevanten Muster der Merkmale und lernt, diese zu verknüpfen. Dadurch lassen sich flexible Materialien korrekt identifizieren und prüfen.
Neben den visuellen Daten ist der Schlaue Klaus zudem in der Lage, auch zahlreiche weitere angeschlossene Geräte zu erkennen und deren Informationen in den Prüfprozess mit einfließen zu lassen. So lassen sich beispielsweise Daten von Drehmomentschraubern auswerten, die korrekte Ausführung des Arbeitsschrittes erfassen und der gesamte Vorgang dokumentieren. Um eine Prüfung im weiteren Verarbeitungsprozess oder gegenüber dem Endkunden nachzuweisen, ist optional ein Dokumentationsmodul verfügbar. Dieses erfasst und speichert alle während der Montage oder Bestückung ermittelten Messwerte und Kamerabilder automatisch.
Der Schlaue Klaus Lite lässt sich ohne großen Aufwand in die meisten vorhandenen Fertigungsstraßen integrieren. Die Software ist so geschrieben, dass sich auch ohne bestehende API zügig Insellösungen realisieren lassen, um das System auf den individuellen Bedarf und die spezifischen Anforderungen eines Unternehmens zuzuschneiden. Betriebseigene Prozessnummern, Datenbanken und Abläufe lassen sich dadurch ohne großen Aufwand abbilden und integrieren.
Optimum datamanagement solutions GmbH
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