Medizinische Produkte mit chemischen Reagenzien wie zum Beispiel Zuckerteststäbchen werden in Metallröhrchen verpackt und mit einem Kunststoff-Verschluss abgedichtet. Das Spritzguss Teil muss hierfür besondere Anforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit, Sauberkeit und Vollständigkeit erfüllen.
In den Verschlussdeckel wird ein Trockenmittel eingefüllt, um die Luftfeuchtigkeit im Röhrchen zu binden. Hinzu kommt eine Pappscheibe. Der überstehende Kunststoffrand wird mit Ultraschall umgebördelt. Dieser Prozessschritt muss ebenfalls einer Qualitätskontrolle unterzogen werden.
Prüfkriterien
Aus diesen Anforderungen ergeben sich folgende Prüfkriterien: Die Olive muss auf die Durchmessertoleranz von ± 0,1 mm kontrolliert sowie auf Beschädigung geprüft werden. Der Bördelrand und die Scheibe sind auf Beschädigung und Verschmutzung zu kontrollieren. Der Kopfplattenrand wird überprüft, ob er vollständig ausgespritzt ist.
Das vorhandene maschinentechnische Umfeld stellt folgende Randbedingungen:
-Werkstückträger mit 3 oder 2 Prüflingen, Stichmaß 50/75 mm,
-3 verschiedene Oliven-Durchmesser: 28, 30,6, 43,8 mm, wobei der größte Durch- messer nur auf zweifach-Trägern läuft,
-Maschinentakt 1,5 Sekunden, davon 0,8 Sekunden Stillstand,
-Lagetoleranz im Werkstückträger ± 0,8 mm, keine Verkippung.
Systemauslegung
Die Kontrolle der Durchmessertoleranz der Olive von ± 0,1 mm erfordert eine Messgenauigkeit von mindestens ± 0,02 mm. Mit der hochauflösenden Kamera Jai M1 mit 1.300 x 1.000 Pixel und der telezentrischen Optik TZM 1530/0097 lässt sich eine Auflösung von 0,065 mm/Pixel erreichen. Durch subpixelgenaue Berechnung des Durchmessers erhält man die Messgenauigkeit von ± 0,02 mm. Da der Kunststoff über einen hohen Temperaturgang verfügt, ist eine Korrektur des Messwertes mit der Umgebungstemperatur erforderlich.
Die Beleuchtung wurde mit einer LED-Ringleuchte mit einer speziellen Diffusoranordnung realisiert. Durch diese Optimierung des Lichteinfalls können alle Prüfungen in nur einer Ansicht von oben erfolgen.
Aufgrund der Abmessungen der telezentrischen Optik und der Beleuchtung lassen sich nicht drei beziehungsweise zwei Kameras nebeneinander in dem Träger-Stichmaß von 50 mm alternativ 75 mm unterbringen. Die drei beziehungsweise zwei Teile müssen daher in drei/zwei hintereinander liegenden Taktzyklen aufgenommen werden. Der Platz ist in der Anlage vorgesehen.
Die Bilder der drei Kameras werden über einen Eltec PCEye Framegrabber in den PC eingezogen und verarbeitet. Der Bildeinzug pro Kamera benötigt circa 100 ms, die Verarbeitung im 750 MHz Pentium III erfolgt in etwa 200 ms pro Bild. Die Zykluszeit von 1,5 s kann daher mit ausreichend Reserve eingehalten werden.
Prüfmethoden
-Lagefindung anhand der Olivenkontur,
-Vermessung der Olivenkontur an acht Stel len und Ermittlung von vier Durchmesser werten,
-Berechnung eines mittleren Durchmessers und der Ovalität; Vergleich mit Schwellen,
-Untersuchung der Olivenkontur auf Fehl- stellen,
-Lagefindung der Bördelrand-Innenkante an acht Stellen,
-Berechnung eines mittleren Durchmes- sers; Vergleich mit Schwellen,
-Untersuchung des Bördelrands auf Fehl- stellen,
-Untersuchung des Scheibenbereichs auf Fehlstellen,
-Untersuchung des Kopfplattenrands auf Fehlstellen.
Zusätzlich werden Helligkeitsschwankungen über Helligkeits-Messfenster ausgeglichen.
Alle Prüfmerkmale sind mit Schwellen für die gut/schlecht-Entscheidung versehen. Nur der Einrichter hat über ein Passwort Zugang zu diesen Schwellen. Die Parametersätze für die unterschiedlichen Produkttypen werden gespeichert. Der Maschinenbediener kann sie unter der Kennzeichnung wieder aufrufen.
Die Prüfergebnisse pro Kamera werden in einem Konsolfenster auf Wunsch angezeigt. Hier können die einzelnen Messwerte und die Ursache für die Einstufung „schlecht“ abgelesen und gegebenenfalls mit anderen Beurteilungsmethoden verglichen werden.
Kosten/Nutzen Betrachtung
Mit den vorbereitenden Arbeiten an Transporteinrichtung und Maschinensteuerung ergibt sich ein voraussichtliches Investitionsvolumen für eine 100 Prozent-Kontrolle von circa 150 TDM. Für einen Drei-Schicht Betrieb lassen sich die Kosten von drei Prüfpersonen à 50 TDM einsparen. Damit hat sich die Investition bereits nach einem Jahr amortisiert.
Zusätzlich wird die vorhandene Durchmesser-Messeinrichtung überflüssig. Die Einsparung von rund 30 TDM macht sich allerdings nur bei einer Neueinrichtung bemerkbar. Die entfallenden Betreuungskosten für das Messmittel lassen sich nur schwer beziffern. Die Verbesserung durch die Kameravermessung ist aber deutlich spürbar, da bisher jedes Teil gegriffen, ausgehoben und um 90 Grad gedreht werden musste.
Nicht zuletzt ist bei einer Tagesproduktion von rund 120.000 Teilen pro Anlage die Prüfsicherheit ein wichtiger Faktor bei der Kosten/Nutzen Betrachtung. Jeder Schlupf eines grösseren Fehlers – bei der manuellen Inspektion unvermeidbar – kann zu einer Rücklieferung und Nachsortierung einer ganzen Lastwagenladung führen.
Für die Produktionsleitung schließlich ist die durch den Einsatz von Bildverarbeitung ermöglichte rasche Rückmeldung von Art und Häufigkeit auftretender Fehler ein wertvolles Hilfsmittel zur Verbesserung der Produktivität.
Weitere Informationen A QE 433
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