87 % Fehler-Reduzierung durch Assistenzsystem für die manuelle Produktion
Kautex Textron CVS Ltd. ist einer der Top 100 Automobilzulieferer weltweit und produziert Clear Vision Systeme (CVS) für Fahrzeugscheinwerfer und Kameras / Sensoren von Fahrerassistenz-Systemen. In seinem Werk in Südwales produziert das Unternehmen pro Jahr rund 12 Millionen Baugruppen in 200 verschiedenen Varianten, wobei die gesamte Produktion in Form von manueller Montage erfolgt. Gemeinsam mit Envisage Systems entwickelte STEMMER IMAGING für Kautex eine automatisierte Inspektionslösung, mit der die manuellen Montageprozesse signifikant optimiert werden konnten.
Die Aufgabe
Entwicklung eines Inspektionssystems zur Erkennung von Fehlern bei der manuellen Montage und Optimierung der einzelnen Montageprozesse.
Die Herausforderung
Jede der rund 200 Baugruppenvarianten erfordert eine spezielle Montagevorrichtung. Das Inspektionssystem sollte alle Montagevorrichtungen und Bauteilgruppen zuverlässig erkennen und sich flexibel um neue Varianten ergänzen lassen.
Die Lösung
STEMMER IMAGING und Envisage Systems entwickelten eine ganzheitliche Lösung, bei der das Bildverarbeitungssystem vollständig in den Montageprozess integriert wird. So wurde nicht nur eine 100%ige Fehlererkennung realisiert, sondern darüber hinaus eine signifikante Optimierung der Montageprozesse erreicht – mit einer Reduzierung der Fehler um 87 %, einer 70%igen Reduzierung der ausgedruckten Dokumente und 100% Rückverfolgbarkeit bei jeder Baugruppe, einschließlich Bildmaterial.
Zuverlässige Qualitätskontrolle bei unterschiedlichsten manuellen Montageprozessen
Das Kautex-Werk in Südwales produziert pro Jahr rund 12 Millionen Baugruppen in 200 verschiedenen Varianten. Diese Baugruppen bestehen jeweils aus mehreren Einzelkomponenten wie z. B. Schläuchen, Düsen, Klemmen, Farbklebeband, Schaumstoffteilen sowie T-Stücken und werden komplett von Hand gefertigt. Dabei montiert der Anwender das Produkt anhand von gedruckten Montageanleitungen. Abschließend wird die Baugruppe einer Sichtprüfung unterzogen.
Für jede Baugruppenvariante ist eine spezielle Montagevorrichtung nötig, die auf allen 80 Arbeitsplätzen einsetzbar sein muss. Das geplante Inspektionssystem sollte also sowohl die eingesetzten Montagevorrichtungen als auch die verwendeten Komponenten zuverlässig erkennen und sich flexibel um neue Varianten erweitern lassen.
„Dass sich mit dem Einsatz eines Bildverarbeitungssystems Montagefehler identifizieren lassen, stand außer Frage. Uns war es darüber hinaus aber wichtig, durch unser Bildverarbeitungssystem eine ganzheitliche Lösung zu realisieren. Das heißt, eine Lösung, bei der das Bildverarbeitungssystem vollständig in den Montageprozess integriert wird und neben der reinen Überwachung auch eine spürbare Optimierung aller Montageprozesse ermöglicht."
Peter Keppler, Chief Marketing Officer, STEMMER IMAGING
Die maßgeschneiderte Lösung: Ein intelligentes, ganzheitliches Assistenzsystem für die Produktion
STEMMER IMAGING und Envisage Systems entwickelten ein intelligentes Assistenzsystem, dessen Bildverarbeitungslösung vollständig in den Montageprozess integriert wird und über die reine Qualitätskontrolle der Bauteile eine Vielzahl an weiteren Vorteilen lieferte:
- 100%ige Qualitätskontrolle
- 87%ige Reduzierung der Fehler insgesamt
- 100%ige Rückverfolgbarkeit aller Montageprozesse
- 70% weniger auszudruckende Dokumente
- Flexible Anpassung an neue Varianten möglich
- Automatische Komponenten- und Mitarbeiter-Überprüfung
Die Bildverarbeitungslösung – leistungsstark und flexibel
Die leistungsstarke Bildverarbeitungslösung für diese Anwendung entwickelte STEMMER IMAGING zusammen mit dem Systemintegrator Envisage Systems Ltd. Dafür wurden an jedem Arbeitsplatz ein Touchscreen und eine flexibles Bildverarbeitungssystem installiert, das mit Standard-Mess- und Inspektionswerkzeugen von Teledyne DALSA Sherlock das Vorhandensein des richtigen Farbklebebandes an der richtigen Position prüft und Messungen an Schaumstoffteilen, Clips usw. durchführt. Envisage entwickelte eine maßgeschneiderte Bedienoberfläche für die Software, während STEMMER IMAGING alle eingesetzten Bildverarbeitungskomponenten lieferte und die Software-Schulung für das Kautex-Team durchführte.
Die eingesetzten Komponenten
Leistungsstarke Kameras
Die über der Werkbank installierte 5-Megapixel-Farbkamera aus der Genie-Nano-Serie von Teledyne DALSA verfügt über einen 1“-Sensor, eine GigE-Vision-Schnittstelle und ist mit einem Objektiv mit 12-mm-Brennweite ausgestattet.
Flexible Beleuchtung
Für die optimale Ausleuchtung des 1,3 Meter großen Sichtfeldes sorgen Balkenbeleuchtungen von Smart Vision Lights. Diese lassen sich bei jedem Umgebungslicht einsetzen und selbst Tageslicht, das durch die Oberlichter im Montagebereich einfällt, hat keinen störenden Einfluss.
Skalierbare Bildauswertung
Die lokale Bildauswertung, bevor die Daten über Ethernet an den zentralen Server übertragen werden, übernimmt das kompakte Bildverarbeitungssystem GEVA-300 von Teledyne DALSA, das mit dem Softwarepaket Sherlock – ebenfalls von Teledyne DALSA – ausgestattet ist. Das vielseitige Embedded-System lässt sich bei Bedarf mit mehreren Kameras anwenden und ist somit nach oben skalierbar.
Die Erfolgsfaktoren der eingesetzten Lösung
Als unabhängiger Anbieter ist STEMMER IMAGING nicht an die Produkte bestimmter Hersteller gebunden. Unsere Experten können aus einem umfangreichen Produktportfolio ganz individuell die für die jeweilige Anwendung bestmöglichen Komponenten kombinieren und optimal aufeinander abstimmen. So entstand eine Bildverarbeitungslösung, die alle Anforderungen des Kunden an die Qualitätskontrolle erfüllte und darüber hinaus eine nachhaltige Optimierung der Montageprozesse ermöglichte.
100%ige Qualitätskontrolle, fast 90% weniger Fehler
Unlike visual inspections previously carried out, the assembly processes can be reliably checked with the help of machine vision, resulting in 100% reduction in all targeted defects and on top almost 90% reduction of assembly-related defects.
70% weniger auszudruckende Dokumente
Alle Produktionsdaten der jeweiligen Baugruppe, einschließlich Anweisungen, Diagramme, Bilder usw., liegen zentral in der Datenbank vor und werden nach Scannen des Barcodes automatisch auf dem Touchscreen angezeigt. Die Zahl der Dokumente, die für den Mitarbeiter in gedruckter Form vorliegen müssen, konnte so um 70 % reduziert werden.
Automatische Mitarbeiter-Überprüfung
Die Anwender melden sich über den Touchscreen mit ihrer Unique-ID an und scannen das Barcode-Etikett auf den Produktionsteilen ein. Anhand der Teilenummer der Baugruppe und der Operator-ID in der Datenbank überprüft das System, ob der Mitarbeiter über die erforderliche Montageausbildung verfügt und zeigt die Anzahl der zu montierenden Teile an.
100%ige Rückverfolgbarkeit
Alle Montageschritte einer Baugruppe werden aufgezeichnet. Nach Abschluss der Montage leitet der Anwender den Inspektionsprozess ein, bei dem das System ein Inspektionsbild des Prüfteils erstellt. Dieses Inspektionsbild wird zusammen mit der Montageaufzeichnung auf dem zentralen Server gespeichert, so dass für jedes inspizierte Teil ein vollständiger Audit-Trail vorliegt.
Automatische Komponenten-Überprüfung
Durch Scannen des Barcodes auf den Produktionsteilen wird die entsprechende Datei für die kamerabasierte Inspektion geladen und das Vision System prüft, ob das für diese Anwendung korrekte Teil verwendet wird. Eine eindeutige Kennung mittels Unique Identifier (UID) verhindert dabei die nochmalige Montage der gleichen Charge, falls ein Etikett versehentlich doppelt gescannt wird.
Flexible Anpassung an neue Varianten
Durch die sorgfältige Auswahl der eingesetzten Komponenten lässt sich das System schnell und einfach an neue Produktvarianten anpassen. Für die Inspektion größerer Baugruppen können zusätzliche Kameras problemlos integriert werden und jede noch so komplexe Inspektionsaufgabe lässt sich mit Hilfe der leistungsstarken Messwerkzeuge zuverlässig realisieren.
Weitere Erfolgsprojekte aus der Industrie-Automatisierung
Intelligente Cobots dank 3D-Bildverarbeitung
Das gemeinsame Arbeiten von Cobots und Menschen nimmt stetig zu. Die Experten von STEMMER IMAGING haben mit intelligenten 3D-Bildverarbeitungssystemen von LMI Technologies eine Lösung entwickelt, die es den kollaborativen Robotern von Universal Robots ermöglicht, auch anspruchsvolle Pick-and-Place-Aufgaben zu übernehmen. Sie können Objekte greifen und ohne unerwünschte Zusammenstöße an einen Zielpunkt bewegen – und das gemeinsam mit ihren menschlichen Kollegen.
Wünschen Sie Beratung?
Bei Fragen zu Ihren zukünftigen Projekten können Sie sich jederzeit an unsere Experten bei STEMMER IMAGING wenden. Selbstverständlich bieten wir Ihnen auch eine große Auswahl an Kameras, Optiken, Beleuchtungen und Software für Ihre individuelle Bildverarbeitungslösung.