Im Dienste der Sicherheit

Automatisiertes Kontroll- und Nachverfolgungs­system im Automobilfertigungsprozess

Die Sicherheit eines Automobils hängt von zahlreichen sensiblen Komponenten ab. Bei den Zulieferern dieser sicherheitsrelevanten Produkte liegt somit eine hohe Verantwortung. Leistungsfähige Kontroll- und Prüfsysteme im ­Produktionsprozess helfen den Herstellern dabei, dieser Verantwortung gerecht zu werden.


 Das Unternehmen TRW Automotive ist im Bereich der Automobilsicherheit der weltweit führende ­Anbieter und als einer der größten Zulieferer in allen bedienten Haupt-Produktkategorien führend. Das Unternehmen verfügt im Kreis der Zulieferer über das breiteste Portfolio an aktiven und passiven Sicherheitstechnologien. Es produziert anspruchsvolle aktive Sicherheitssysteme für die Anwendungsbereiche Bremsen, Lenken und Aufhängung sowie modernste Insassensicherheitssysteme, wie z. B. Airbags, Sicherheitsgurte und Lenkradtechnik. An mehr als 185 Stand­orten in allen Fahrzeugbauregionen der Welt produzieren über 65.000 Mitarbeiter Sicherheitstechnologie für mehr als 40 große Fahrzeughersteller und 25 Fahrzeugtypen.


Die Anforderungen
Um höchstmögliche Qualität für seine Produkte zu gewährleisten, entschied sich TRW dafür, seine Fertigungsstraße in Shanghai mit mehreren Qualitätskontrollen durch automatisierte Bildverarbeitung auszustatten. Die Überwachungslösung sollte imstande sein, automatisch die korrekte Position der Komponenten auf der Fertigungsstraße zu prüfen, Winkel und Länge der Komponenten zu ermitteln und die Qualität der Beschichtung zu erkennen. Außerdem sollte vor der Beschichtung der Leiterplatten deren korrekte Position überprüft werden.
Bei manuellen Prüfungen ist es schwierig, eine konsistente Beschichtungsqualität zu gewährleisten, da die Prüfungsgenauigkeit jeweils vom Verhalten der einzelnen Prüfer abhängt. Zudem benötigte TRW auch einen anderen Typ von Fertigungsstraße. Einige Komponenten wurden nämlich per Hand montiert, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten vibrierte das Förderband jedoch. Dadurch unterliefen den Mitarbeiter am Fließband immer wieder Fehler bei der Montage.
Zusätzlich zum Fließbandsystem und der automatisierten Kontrolllösung sollten die Ergebnisse der Kontrollen unkompliziert und in Echtzeit an die zentrale speicherprogrammierbare Steuerung des Standorts übermittelt werden können.


Die Lösung
Der Microscan-Partner Vision Stone, ein auf Industrieautomatisierung spezialisiertes Unternehmen aus Shanghai, erstellte basierend auf den umfassenden Kundenanforderungen eine maßgeschneiderte Lösung zur Automatisierung mittels industrieller Bildverarbeitung.
Entsprechend des Bedarfs des Automobilzulieferers aus Shanghai entwickelte ­Vision Stone ein System mit mehreren Microscan-Produkten, wie Smart-Kameras vom Typ Vision Hawk und Industrie-Imagern vom Typ QX Hawk.
Für die Anbindung der Vision Hawk an die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) bzw.

an einen Computer setzte der Systemintegrator Microscan Link ein. Auf diese Weise konnten die Kontrollergebnisse unkompliziert an die SPS übertragen werden. Außerdem wurden mittels der Maskierungsfunktion diejenigen Komponenten abgeschirmt, deren Kontrolle nicht erforderlich war. Dadurch konnte verhindert werden, dass Komponenten fälschlicherweise als fehlerhaft eingestuft wurden.
Mit der in die SPS- und Computer-Software integrierten Plattform Visionscape konnten die Anwendungstechniker leistungsstarke automatisierte Kontrollen realisieren, ohne dass zusätzliche Kabel erforderlich gewesen wären, da die Smart-Kameras lediglich ein Kabel zur Stromversorgung sowie ein Ethernet-Kabel benötigten. Weiterhin wurden für die Nachverfolgbarkeit von Komponenten innerhalb des automatisierten Kontrollsystems auch Barcode-Imager eingesetzt.


Implementierung und Betrieb
Die Installation der aus zwei Rundtaktanlagen bestehenden neuen Fertigungsstraße von TRW wurde ebenfalls vom Systemintegrator aus Shanghai ausgeführt. Eine der beiden Anlagen wird für das Zusammensetzen der Einzelkomponenten genutzt, während anschließend auf der zweiten Anlage die Montage der Deckplatte auf dem jeweiligen Gehäuse erfolgt. Die neuen Anlagen wurden mit effizienten Roboterarmen ausgestattet, die Platz sparen und wenig Wartungsaufwand verursachen.
Beim Montagevorgang werden fünf verschiedene Komponenten zusammengebaut, die von fünf Zuführsystemen bereitgestellt werden. Ein Industrie-Imager vom Typ QX Hawk liest den auf dem Gehäuse befindlichen Code, während drei Roboterarme die Komponenten im Gehäuse positionieren. Das automatische Kontrollsystem führt anschließend eine Qualitätsprüfung durch und stellt sicher, dass das Produkt ordnungsgemäß montiert wurde.
Vor der Überführung in den Industrieofen wird das Produkt noch daraufhin überprüft, dass der für die Versiegelung verwendete Klebstoff keinerlei Luftblasen enthält, damit eine fehlerlose Beschichtung gewährleistet wird.
Das Kontrollsystem verfügt über sechs Smart-Kameras vom Typ Vision Hawk und zwei Imager vom Typ QX Hawk. Es überprüft nicht nur die korrekte Position der Einzelteile, sondern auch die Schweißstelle und den Auftragungsort der Versiegelungsmasse und des Kühlgels auf der Abdeckung sowie die aufgetragene Menge an Kühlgel. Außerdem werden die Komponenten auf Polarität, Positionierung und mögliche Beschädigung überprüft. Für die geeignete Beleuchtung sorgt die industrielle Beleuchtungslösung Nerlte HI-Brite von Microscan. Für die industrielle Bilderfassung ist die Beleuchtung ein grundlegend wichtiger Faktor, da erst diese den Kameras eine korrekte visuelle Erfassung aller Einzelteile bzw. Kennzeichnungen ermöglicht.
Die Kontrolle des Schweißergebnisses ist überaus wichtig, denn schon bei geringsten Abweichungen der Schweißnaht muss das Produkt aus dem Fertigungsprozess entfernt werden. Durch die Überprüfung mittels industrieller Bildverarbeitung können fehlerhafte Komponenten automatisch zurückgewiesen und entfernt werden, ohne dass hierfür das Fließband angehalten werden muss.
Im Gegensatz zu manuellen Qualitätskontrollen bietet ein automatisiertes System zur industriellen Bilderfassung und zum Lesen von Barcodes vor allem eine höhere Präzision, größere Einheitlichkeit sowie dauerhafte Einsetzbarkeit unabhängig von Tageszeiten oder Wochentagen.

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Microscan Systems, Inc.
1201 SW. 7th St.
98057 Renton, WA
USA
Telefon: +1 425 226 5700
Telefax: +1 425 226 8250

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