Turbolader stehen als gebräuchliches Synonym für mehr Leistung, und das ist auch in ihrem ursprünglichen Einsatzgebiet ihre Hauptaufgabe. Durch die Verdichtung von Verbrennungsluft, die dem Motor zugeführt wird, lassen sich im Vergleich zu Saugmotoren höhere Motorleistungen bei gleichzeitig niedrigerem Verbrauch und besseren Emissionswerten erzielen. Dass die Qualität dieser Produkte angesichts der hohen Belastungen im jahrelangen Einsatz absolut einwandfrei sein muss, versteht sich von selbst.
Im Entwicklungszentrum und im Fertigungswerk eines Herstellers von Pkw- und Nutzfahrzeug-Abgasturboladern sorgt seit kurzem ein neues Bildverarbeitungssystem namens Resident 1200 Visual Inspection von Vision On Line für eine vollautomatische 100-%-Prüfung kompletter Turbolader-Baugruppen und stellt so kurz vor dem Versand zum OEM eine zuverlässige Endkontrolle sicher.
Vor der Installation des Systems waren für diese Aufgabe nach dem Vier-Augen-Prinzip zwei Mitarbeiter im Einsatz, um die gefertigten Turbolader zu prüfen. Diese manuellen Kontrollen waren nicht wirtschaftlich und zudem fehleranfälliger als eine automatisierte Qualitätsinspektion. Da Kundenreklamationen bei nicht erkannten Fehlern schnell sehr hohe Administrationskosten nach sich ziehen können, wollte der Hersteller diesen Prozessschritt im vergangenen Jahr unbedingt optimieren.
Einsatz von Bildverarbeitung fest im Unternehmen verankert
Dass der Turbolader-Hersteller sich bei diesem Projekt auf die Unterstützung von Vision On Line verlassen hat, ist kein Zufall: Der Automatisierungsanbieter arbeitet bereits seit mehreren Jahren mit diesem Unternehmen zusammen und ist inzwischen als Bildverarbeitungslieferant für viele von dessen Standorten freigegeben. „In enger Zusammenarbeit mit den technischen Experten unseres Kunden haben wir unter anderem die Integration von Bildverarbeitungsbibliotheken in sein PC-basiertes Automatisierungssystem realisiert“, erläutert Vision-On-Line-Geschäftsführer Andreas Schaarschmidt. „Auf diese Weise ist die Bildverarbeitung ohne zusätzliche Schnittstelle inzwischen tief im System des Turbolader-Herstellers verankert und deckt dabei von konventionellen Tools bis hin zu KI-Anwendungen die gesamte Bandbreite der benötigten Funktionen ab.“
Im Fall der Turbolader-Prüfung mussten die Automatisierungsexperten ein umfangreiches Paket schnüren, um alle erforderlichen Merkmale zu untersuchen. „Turbolader sind hochkomplexe Bauteile mit zahlreichen Details, die im Zuge der von uns gewünschten kompletten Qualitätsprüfung unter die Lupe genommen werden müssen“, unterstreicht Schaarschmidt. „Unter anderem zählen dazu die Inspektion der eingesetzten Komponenten wie der Turbine, der Ladedruckregelklappe, konstruktiver Merkmale wie dem Spaltmaß zwischen Gehäuse und Turbinenrad, geometrischer Vorgaben und vieler weiterer Details.“
Neben der vollständigen Automatisierung der Prüfzelle und der gewünschten 100-%-Prüfung bestand eine weitere Herausforderung für Vision On Line darin, die Dokumentation sowohl der Ergebnisse als auch der aufgenommenen Bilder sicherzustellen. Darüber hinaus war es erforderlich, genügend Flexibilität der Anlage zu gewährleisten, um bei Produktänderungen individuelle Anpassungen durchführen zu können.
Auf Basis dieser Vorgaben erstellte Vision On Line für seinen Kunden zunächst ein Konzept und übernahm anschließend die Konstruktion, den Sondermaschinenbau, die Integration aller Kameras und Beleuchtungen inklusive der erforderlichen Halterungen und unterstützte ihn bei der Programmierung. Die finale Programmierung von Steuerungstechnik und Bildverarbeitungsprüfung erfolgte dann durch den Anwender selbst.
Beleuchtung wird direkt aus den Kameras heraus betrieben
In der im Herbst 2022 ausgelieferten Anlage ist ein ausgefeiltes Bildverarbeitungssystem integriert. So kommen darin insgesamt acht Industriekameras von SVS-Vistek vom Typ Exo 264 und Exo 183 zum Einsatz. „Diese GigE-Kameras weisen eine Reihe von technischen Eigenschaften auf, die sie für diese Anwendung besonders prädestinieren“, erläutert Oliver Herrmann, ebenfalls Geschäftsführer von Vision On Line und zuständig für die CAD-Konstruktion der Anlagen. „Eine echte Besonderheit ist dabei die Möglichkeit, die in der Anlage integrierten Beleuchtungen direkt aus den Kameras heraus betreiben zu können. Dadurch konnten wir den Bildverarbeitungs-Part ohne die üblicherweise erforderlichen Blitz-Controller realisieren und auf diese Weise Kosten und Aufwand für den Anwender reduzieren.“
Als weitere Pluspunkte der eingesetzten Kameras von SVS-Vistek nennen die Vision-On-Line-Geschäftsführer die hohen Auflösungen von 5 beziehungsweise bis zu 31 Megapixeln, die zuverlässig eine hohe Bildqualität und damit die Grundlage für die nachfolgende Auswertung der Bilder lieferten. Sie erfolgt durch die Bildverarbeitungs-Software Halcon von MVTec auf Industrie-PCs von Siemens. „Dieses Setup erlaubt auf Basis der internationalen Standards in der Bildverarbeitungsbibliothek alle Freiheiten bezüglich der Bildaufnahme in 2D, 2,5D und auch 3D sowie die optionale Einbindung verschiedener Standardtechnologien wie Pattern-Projektion, Shape from Shading oder Methoden der Künstlichen Intelligenz. Damit war es möglich, alle vorgegebenen Anforderungen des Anwenders an eine schnelle Verarbeitung zu erfüllen und somit die Grundlage für kurze Zykluszeiten zu schaffen“, so Herrmann. „Wir konnten mit dieser Anlage und der Auswahl der integrierten Komponenten ein optimales Kosten-Nutzenverhältnis erzielen und ein Gesamtsystem realisieren, das auch für zukünftige Anforderungen technologieoffen und flexibel ist.“
Peter Stiefenhöfer
im Auftrag von
Vision On Line und SVS-Vistek
www.vision-online.eu
www.svs-vistek.com
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