Eine exakt eingestellte Maschinensteuerung muss nicht mit dem Ist-Zustand in einer Anlage übereinstimmen. Minimale Abweichungen von Millisekunden in der Steuerung von Maschinen mit sehr hohen Taktraten können weitreichende Auswirkungen in der Anlagenentwicklung und in der Fertigung haben. Immer mehr Unternehmen nutzen deshalb die Highspeed-Video-Analysetechnik – sowohl in der Anlagenentwicklung als auch in der laufenden Fertigung – zur schnellen eindeutigen Ursachenerforschung. Das liefert die Basis für die nachhaltige Optimierung von Produkten, Anlagen und Prozessen.
Verschiedene heute am Markt angebotene Systeme weisen in der industriellen Anwendung deutliche Nachteile auf. So sind die längere Vorbereitungszeit und der Systemaufbau nicht unerheblich und für die schnelle Analyse nur bedingt geeignet: Der Techniker, mit mehreren Koffern und Taschen im Schlepptau ausgerüstet, beginnt den Kameraaufbau mit Beleuchtung und leistungsfähigem Rechner an der zu analysierenden Anlage. Für das Notebook muss eine passende Ablage gefunden werden. Sobald der Rechner hochgefahren ist verbindet man die Kamera, meist über Ethernet, mit dem Rechner und startet die Software zur Steuerung der Kamera. Jetzt beginnt die Einstellung der Kamera mittels der Steuersoftware. Auflösung, Aufnahmegeschwindigkeit und Belichtungszeit werden eingestellt. Sobald das flackerfreie Licht aufgebaut ist – bei Belichtungszeiten von einer Millisekunde und kleiner, eine Notwendigkeit –, beginnt die Einstellung des Objektivs für den Bildausschnitt, die Blende und die Bildschärfe. Kann das Notebook nicht direkt neben der Kamera positioniert werden, wird die Prozedur unhandlich und manchmal benötigt man die Hilfe einer zweiten Person.
Ist alles aufgebaut, können die Aufnahmen beginnen. Ist der erste Film „im Kasten,“ der Ringspeicher also vollgeschrieben, wird der Teil vom Film, der für die Analyse von Bedeutung ist, ausgeschnitten und auf das Notebook übertragen. Bei größeren Datenmengen kann dies ein erheblicher Zeitfaktor sein. Nach dem Down-
load der Videodaten auf das Notebook kann die nächste Aufnahme gestartet werden. Wertvolle Zeit der Produktion und des Bedienpersonals gehen durch die umfangreiche Vorbereitung verloren.
Moderne Highspeed-Kameras hingegen können durch ihre mobile, besonders robuste und kompakte Bauweise sehr schnell direkt vor Ort – auch unter beengten Verhältnissen – eingesetzt werden. Diese Kameras zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie über viele integrierte Funktionen verfügen, welche auch komplexe Anforderungen in der Ereignisanalyse entscheidend vereinfachen. Beispielsweise sind das externe und interne Trigger mit raffinierten Funktionen, die das gezielte und exakte Erfassen von sporadischen Ereignissen erleichtern. Dadurch kann beispielsweise eine genau definierbare Bildanzahl vor und nach dem sporadischen Ereignis erfasst werden.
Die Erfahrungen aus vielen Anwendungen von Highspeed-Video haben gezeigt, dass die Investitionskosten wesentlich niedriger sind als die Kosten, die wiederholt durch Störungen und Anlagenstillstände entstehen. Gegenüber konventioneller messtechnischer Arbeitsweise kann man dadurch eine deutliche Effizienzsteigerung erreichen. Auch die negativen Auswirkungen der Frustration des Bedienpersonals durch sporadisch auftretende Fehlerquellen an den Fertigungsanlagen kann minimiert werden.
Beispielsweise erklärt es sich bei hohen Stückzahlen pro Schicht von selbst, mit welcher Kostenkette mögliche Maschinenstillstandzeiten im gesamten Prozess behaftet sein können. Hier kann man massive Verbesserungen erzielen. Hinzu kommt der wichtige Qualitätsaspekt mit dem Ergebnis, dass die Ausschussrate minimiert wird.
Robuste Bauweise, einfache Bedienung
Wer schon einmal mit einer Videokamera mit ausklappbarem Display Aufnahmen gemacht hat, der wird mit den kompakten Highspeed-Kameras Phantom Miro LC von High Speed Vision (Vision: Halle 1, Stand H31) sofort zurechtkommen. Die besonders robust gebaute Kameraserie gewährleistet auch komplexe Anwendungsansprüche. Sie benötigen keinen separaten Rechner und alle Einstellungen können direkt per Touch-screen an der Kamera vorgenommen werden. Im Livebild-Modus werden die Einstellungen zum Kinderspiel und die Kamera ist bereits nach wenigen Minuten einsatzbereit. Ist die erste Aufnahme „im Kasten“ also im flüchtigen Ringspeicher festgehalten, kann die Sequenz geschnitten oder der komplette Speicher in den nicht flüchtigen Cineflash Speicher von 120 GB geschrieben werden. Zum Analysieren der Filme kann dieser Speicher der Kamera entnommen und bequem am PC ausgewertet werden.
Neben der reinen optischen Auswertung der Filme bietet die im Lieferumfang enthaltene Software zahlreiche wichtige Messfunktionen für Messungen von Zeit, Position, Distanz, Geschwindigkeit, Winkel und Winkelgeschwindigkeit. Selbstverständlich können die Aufnahmen auch direkt auf dem LCD-Display angesehen und zur Fehlerbehebung herangezogen werden. Im Lieferumfang enthalten ist ein Akku mit Ladestation, der den netzunabhängigen Betrieb ermöglicht. Die Phantom Miro LC Kameras gibt es in unterschiedlichen Leistungsklassen, das Topmodell, die Miro 321S liefert bei einer Auflösung von 1.920 x 1.200 Pixel Aufnahmeraten von 1.540 Bilder pro Sekunde. Durch Reduzierung der Auflösung sind Aufnahmeraten jenseits der 200.000 Bilder pro Sekunde möglich. Das komplette Equipment kann in einem kleinen Koffer transportiert werden und eignet sich somit für den mobilen Einsatz. ■
Webhinweis
Demo-Aufnahmen mit Kameras von High Speed Vision – etwa beim Drehen in der zerspanenden Fertigung – sehen Sie hier in verschiedenen Videos: http://hier.pro/9b4zW
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