2D-Farbkamera klärt Ursache für sporadische Fehler

Er passiert, wenn keiner da ist. Er kündigt sich nicht an und lässt sich nicht nachvollziehen: der sporadische Fehler. Unerklärliche ­Greifprobleme, unverständliche Montagefehler oder fahrerlose Transportfahrzeuge, die ohne ­ersichtlichen Grund stoppen, sind nur einige dieser Phänomene.
Eine industrietaugliche 2D-Farb­kamera klärt solche Fälle auf und gewährleistet durch eine schnelle ­Fehleranalyse einen hohen ­Fahndungserfolg.

Die Eventcam ist eine industrietaugliche 2D-Farbkamera, die Film- oder Einzelbildaufnahmen eines zu beobachtenden Prozesses in einem Ringspeicher ablegt. Tritt ein Ereignis auf, wird das Bildmaterial vor und nach diesem Event auf dem internen Flash-Memory gespeichert. Die gespeicherten Daten lassen sich über eine geschützte Web-Oberfläche abrufen oder per FTP direkt in ein Netzwerk übertragen. Die Dauer der Videosequenzen vor und nach einem Ereignis sind einstellbar: bis zu 240 s vor und bis zu 100 s nach einem Ereignis kann die Kamera aufzeichnen. Das ermöglicht eine detaillierte transparente Rückverfolgung von Ereignissen. Entscheidend für eine schnelle Ursachen­forschung ist dabei, dass die Verantwortlichen nicht stundenlanges Filmmaterial sichten müssen, wie es beim Einsatz einer Streaming-Kamera anfällt. Bei der Eventcam triggert das Ereignis die Kamera automatisch auf die relevante Zeitspanne vor und nach einem Fehler. Die gezielte Analyse von Ereignissen steigert so die Effizienz der Produktion entscheidend, wie beispielsweise der Betriebsführung, der Qualitätssicherung oder der Instandhaltung.
Die Konzeption der Eventcam orientiert sich konsequent am industriellen Einsatzumfeld. So ist sie durch ihr kompaktes Gehäuse aus Aluminiumguss und Schutzart IP65 handlich, robust und langlebig. Anschlusstechnisch verfügt die Eventcam über einen Triggereingang, wobei das Ereignissignal entweder durch ein Automatisierungs­system oder direkt durch einen Sensor generiert werden kann. Übertragen werden die ereignis­relevanten Bilder und Filmsequenzen über ein Ethernet-Interface.
Dadurch lässt sich die Kamera auf einfache Weise in gängige Automatisierungsstrukturen integrieren. Aufgrund ihres geringen Gewichtes, der kompakten Bauform, der vielseitigen Befestigungsoptionen am Gehäuse und des optionalen Montagezubehörs kann die Eventcam vielseitig ein- und umgesetzt werden – beispielsweise dann, wenn das Blickfeld verändert oder ein anderer Prozessschritt in einer anderen Maschine überwacht werden soll.

Der Steckeranschluss unterstützt diese Flexibilität. Gleiches gilt für die Konfiguration der Kamera mit der Browser-basierten Sick-Software Sopas Air. Diese ermöglicht es, die Auflösung, das Ausgabeformat und das Triggersignal schnell und einfach auszuwählen und anzupassen.

Full-HD für eine detailgetreue ­Fehleranalyse

Die Eventcam steht in zwei Varianten für unterschiedliche Arbeitsabstände zur Verfügung. Für stationäre Applikationen in Maschinen oder kompakten Montage- oder Pick&Place-Robotern überwiegend relevant ist die Version mit 0,4 bis 0,6 m Arbeits­abstand, während die Kamera mit 0,8 bis 6 m Arbeitsabstand beispielsweise für größere Roboter und Handlingsportale sowie für fahrerlose Transportfahrzeuge oder auto­nome Karts in Frage kommt. In beiden Ausführungen liefert die Eventcam mit Bildraten bis 30 fps im Videomodus Bilder und Filmsequenzen in Full-HD, die eine detailgetreue Fehleranalyse und Qualitätsdokumentation ermöglichen. Dies zeigen Einsatzbeispiele in der 4.0-NOW-Fabrik von Sick in Freiburg-Hochdorf. Schnelle Prozesse können mit geringerer Auflösung (SVGA) mit bis zu 65fps beobachtet werden.

Fehler-Fahndung in der Sensormontage

Beim Handling verrutschte Bauteile, schrägstehende Trays oder Gehäuse, verschlissene gummierte Flächen am Griffelement des Roboters – solche Fehler sind selbst in voll­automatisierten und sensorüberwachten Greif-, Füge- und Montageprozessen möglich. Entsprechend eröffnet sich der Eventcam hier ein breites Einsatzfeld – auch bei Sick selbst. So standen die Produktionsverantwortlichen an einer Roboterzelle zur Montage von Lichtschranken vor einem Rätsel. In einem Produktionsschritt in der Anlage entnimmt der Roboter für jeden Sensor eine Leiterplatte aus einem präzise in der Maschine positionierten Tray und setzt diese in ein Sensorgehäuse, das am Montageplatz bereits wartet. Hierzu vermisst der Roboter das Gehäuse und passt seine Bewegungskoordinaten entsprechend der gemessenen Positionsdaten an. Dennoch traten in diesem Prozess immer wieder sporadische und nicht nachvollziehbare Bestückungsfehler auf: falsch eingesetzte oder neben das Gehäuse gefallene Leiterplatten. Um den Fehler zu finden, wurde in der Roboterzelle eine Eventcam montiert. Sie war auf den Bereich ausgerichtet, in dem das Gehäuse zugeführt und die Leiterkarte eingesetzt wird. Getriggert wurde sie durch das Automatisierungs­system des Roboters, wenn dessen Endprüfung einen Montagefehler zurückgemeldet hat. Bereits am Folgetag der Installation herrschte Klarheit über die Fehlerursache.
Die Analyse der kurzen Videosequenzen vor und nach dem ereignisbezogenen Triggersignal zeigte, dass sich das Gehäuse nach dem Vermessen und vor dem Einsetzen der Leiterkarte verschoben hatte. Mit diesem Wissen war es möglich, in der Maschine entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, um die Gehäuse sicher zu positionieren. Die Verfügbarkeit der Maschine und die Prozessqualität der Maschine gingen sofort wieder Richtung 100 Prozent – während die Ausschussquote die Null-Prozent-Marke erreichte. Wirtschaftlichkeit betrachtet, fällt das Fazit ebenfalls positiv aus: Die Anschaffungskosten sind in der Regel sofort amortisiert, wenn man den sonstigen Zeitaufwand für das Finden und Beheben eines sporadischen Fehlers dagegenrechnet.

Ursachen für sporadische Fahrzeugstopps

Fahrerlose Transportsysteme gewährleisten vielerorts einen flexiblen und zugleich effizienten Warentransport in der Intra­logistik. Überall dort, wo sie zur gleichen Zeit die gleichen Flächen nutzen wie die Mitarbeiter, sind sie aus Gründen des Personen- und Unfallschutzes mit Sicherheitstechnik ausgestattet. Insbesondere Sicherheits-Laserscanner bewähren sich auf solchen Fahrzeugen als berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen. Sie tasten ihr Umfeld aktiv ab, erkennen Hindernisse und Personen und bremsen das Fahrzeug oder stoppen es komplett.
Aber wieso halten Fahrzeuge beispielsweise in der unbemannten Nachtschicht an? Weshalb geht es auf einem eigentlich freien Fahrweg in den Notaus-Zustand? Warum bleibt das Fahrzeug mal beim Andocken stehen und mal nicht? Solche Phänomene reduzieren die Verfügbarkeit der Intralogistik – und das Fahnden nach zufälligen sporadischen Ursachen von Fahrzeugstopps war bislang zeitaufwändig und teuer. Montiert auf dem Fahrzeug zeichnet die EventCam Transportfahrten und Andockprozesse auf und speichert im Ereignisfall die Zeiträume vor und nach dem Triggersignal. Eine abgestellte Palette, Verpackungsmaterial auf dem Boden, eine unberechtigte Person in der Anlage, ein Vogel, der durch das Überwachungsfeld des Scanners läuft: Die Praxis hat schon viele solche Ursachen erlebt, die sich mit der Eventcam schnell und transparent analysieren und beheben ließen. Manchmal erweist sich aber auch eine bestimmte Wegstrecke als ungünstig, weil sie von vielen Personen frequentiert wird, die das Stoppsignal auslösen. Dann liefert die Eventcam Informationen, um diesen Teil des Parcours für Personen zu sperren oder um eine Alternativroute einzurichten.

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Telefon: +49 7681 202 0

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