Der wachsende Druck auf die Automobilindustrie, Bauteile und Baugruppen zu beschriften oder zu markieren, erfordert immer mehr, neue und kostengünstige Lösungen. Transparenz und Verfolgbarkeit, wie wir sie aus Handel, Transport und Gewerbe kennen sind das Ziel.
Vertriebsleiter,QuISS GmbH,Puchheim
Die Umsetzung sollte eigentlich recht einfach sein, insbesondere wenn man sich am Transportgewerbe orientiert. Man bringt einen gängigen Code auf, oder entwickelt selbst einen, wie beispielsweise die Firma UPS, und liest diesen mit am Markt verfügbaren Standardkomponenten. Leider ist die Thematik im industriellen Umfeld, insbesondere in der Automobilbranche um ein Vielfaches komplexer und aufwändiger. Oder hätten Sie gern ein neues Auto, auf dem überall Barcode-Etiketten kleben?
In einem Fahrzeug werden nahezu alle Materialien, aus den unterschiedlichsten Zulieferbereichen, in allen Größen, Geometrien und Farbgebungen eingesetzt. Anwendungsspezifische, oder besser, fahrzeugspezifische Bauteile mit spezifischen Eigenschaften. Die logische Konsequenz sind also auch spezifische Lösungen für die Markierung dieser Komponenten. Viele dieser spezifischen Lösungen stellen den Betreiber und damit auch den Beschaffer solcher Anlagen vor Probleme und oft genug auch vor ein unbefriedigendes Gesamtergebnis. Die Tatsache, dass bereits vor zehn Jahren Lösungen, die mit einer entsprechenden Umsicht geplant wurden, hervorragende Ergebnisse erzielten und deshalb bis heute in Betrieb sind, zeigt jedoch den richtigen Weg auf. Das Ergebnis ist nicht nur die Summe aller Einzelkomponenten. Die frühzeitige Planung, das Zusammenspiel der Komponenten und die Kompetenz der Anbieter sorgen für den Erfolg.
Womit muss man sich im Vorfeld auseinandersetzen?
– Auswahl der Daten
– Auswahl von Code oder Schriftart
– Auswahl der Markiertechnologie
– Berücksichtigung der Bauteileigen-schaften
– Auswahl der Identifikationstechnologie
Die Auswahl der Daten
In der Regel kommt die Anforderung zur Beschriftung seitens der Kunden im Rahmen der Produkthaftung, von Abnehmern oder Lieferanten zur Steuerung des Materialflusses oder sie liegt in internen Abläufen begründet. Oft wird ein solcher Schritt auch zur Gewinnung von zusätzlichen Produktionsdaten geplant. Die in diesem Zusammenhang festgelegte Datenmenge legt meist auch schon die möglichen Codierungen fest.
Auswahl des Codes oder der Klarschrift
Der vordergründig einfachste Weg ist nach wie vor das Beschriften mit Klarschrift. Vom Menschen lesbar, was auch immer der Begriff lesbar aus Sicht der Identifikationstechnologie bedeuten mag, kann Klarschrift, verglichen mit Codes, aber leider nur eine begrenzte Datenmenge aufnehmen. Hinzu kommt, dass das maschinelle Lesen von Klarschrift deutlich komplexer ist, als es sich der Mensch vorstellt. Im selben Maße wie wir das Vermessen von Bauteilen im 1/100 mm Bereich an einem solchen System bewundern, begegnen wir dieser Technologie mit Unverständnis, wenn Sie eine Zahl nicht lesen kann, die wir noch zu lesen in der Lage sind. Um dem maschinellen Lesen eine vernünftige Entscheidungsgrundlage zu geben, wurden schon früh „maschinenlesbare“ Schriften, wie OCR-A, OCR-B und Semifont entwickelt. Der Verzicht der CI- Schriftart auf den Bauteilen zugunsten einer solchen Schriftart kann sich im automatisierten Prozess als mehr als hilfreich erweisen.
Bei den Codierungen darf man zwischen zwei großen Codefamilien unterscheiden. Den 1D-Barcodes wie wir sie aus dem Lebensmittelbereich kennen und den 2D-Barcodes, die mittlerweile in den Bereichen Handel und Gewerbe, der Halbleiterindustrie und in Teilen der Automobilindustrie eingeführt sind. Auch hier gibt es, wie bei der Auswahl der Klarschrift, eine nahezu uferlose Anzahl unterschiedlicher Codes. In der Automobilindustrie haben sich der BC 39 bei den eindimensionalen, der ECC 200 bei den zweidimensionalen Codes durchgesetzt.
Da der Einsatz der eindimensionalen Codes seit langer Zeit bekannt und eingeführt ist, soll hier nur auf den Data Matrix ECC 200, wie die korrekte Bezeichnung ist, eingegangen werden (ECC steht für Error Correction Code). Der wesentliche Nachteil dieser Codierungsart ist, dass der Mensch den Code nicht lesen kann. Sein Vorteil liegt darin, sehr viele Daten, auf sehr kleiner Fläche darstellen zu können. Die zweidimensionale Codierung ist darüber hinaus sehr redundant gegenüber lokalen Fehlern, wie Beschädigungen oder Verschmutzungen. Außerdem sind für einfache Anwendungen, wie beispielsweise gedruckte Codes, ausgereifte günstige Barcodeleser verfügbar.
Auswahl der Markiertechnologie
Der Markt der Markiersysteme hält für nahezu jeden Einsatzfall die richtige Lösung bereit. Eines der ersten Entscheidungskriterien ist die Frage, ob die Beschriftung nur über einige Prozessschritte hinweg oder dauerhaft verfügbar sein muss. Das zu beschriftende Material sowie die Fragestellung nach der automatisierten Identifikation gehen ebenso als Auswahlkriterium ein wie die geforderte Größe des Codes. Die sauberste Beschriftung auch bei sehr kleinen Codes erzielt der Markierlaser.
Prozess- und kostenbedingt kommen aber auch die folgenden Technologien zum Einsatz :
– Bedrucken
– Prägen
– Stempeln
– Ritzen
– Lasern
– Ätzen
Bauteileigenschaften
Die Eigenschaften der Werkstücke sind sowohl bei der Auswahl von Beschriftung und Markiertechnologie, der Beschriftungsgröße, als auch für die maschinelle Identifikation maßgebend.
Der Werkstoff, Variationen in der Farbgebung, die Oberflächenbeschaffenheit und auch die Geometrie des Bauteils müssen als Auswahlkriterien in die Bewertung eingehen. Oft ist ein Test mit den unterschiedlichen Technologien empfehlenswert und hilfreich.
Auswahl der Identifikationstechnologie
Die Identifikationstechnologie stellt für alle Anwendungen ein sehr breites Spektrum dar, wobei die Lösungen aus zwei Branchen zum Einsatz kommen. Sind es bei sauberen Schriftbildern, wie beispielsweise bei gedruckten Codes auf Etiketten meist Lesegeräte aus dem Bereich der Auto-ID-Branche, so werden mit zunehmender Komplexität Vision-Sensoren oder Vision-Systeme aus der industriellen Bildverarbeitung eingesetzt. Der Umfang der Lösung und damit auch der Kosten ist recht unterschiedlich.
Vision-Sensoren für schwierige Codes
Der Einsatz von Barcodescannern ist sicherlich die einfachste und kostengünstigste Lösung und sollte in jedem Projekt als möglicher Ansatz getestet werden. Ist die Aufgabe so nicht umsetzbar, kommen meist Vision- Sensoren, also Kameras mit integrierter Auswerteelektronik zum Einsatz. Bei überschaubaren Kosten bieten diese Systeme die Möglichkeit, auch schwierige Codes zu lesen.
Erfolgt die Beschriftung mittels Klarschrift direkt auf dem Bauteil so erhöht sich die Komplexität um ein Vielfaches. Alle bereits genannten Punkte bedürfen der Berücksichtigung und gehen in das Setup des Systems ein. Meist reichen bei diesen Aufgaben die zuvor genannten Systeme und Komponenten zur Lösung nicht aus. In der Regel werden dann IPC-basierende Vision Systeme eingesetzt. In diesem Fall sind alle bereits genannten Punkte, die spezifische Auswahl der optischen Komponenten und leistungsfähige Bildverarbeitungsverfahren gefordert. Die Abstimmung mit dem Anbieter der Markiertechnologie, dem Anwender des Gesamtsystems sowie die Lösungskompetenz des Bildverarbeitungsunternehmens gewährleisten dann eine industriegerechte und erfolgreiche Automatisierung der Aufgabenstellungen.
Weitere Informationen A QE 421
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