Auf den ersten Blick: Qualität in der Federproduktion

Bildverarbeitungssystem zur Produktionskontrolle

In nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens sorgen Federn für die richtige Bewegung von mechanischen Teilen. Ob als Zugfeder in der Schublade oder als Druckfeder im Taster für die Treppenhausbeleuchtung – allein im Auto befinden sich sogar rund 8000 Federn. Die Qualität und Maßhaltigkeit während ihrer Produk tion ist deshalb von besonderer Bedeutung. In Zusammenarbeit mit dem Ilmenauer Steinbeis-Transferzentrum Qualitätssicherung und Bildverarbeitung entwickelten die Ingenieure der Wafios AG in Reutlingen ein innovatives und benutzerfreundliches Bildverarbeitungssystem für die hundertprozentige Qualitätskontrolle in der Federnproduktion. Auch diese beiden Projektpartner erhielten dafür den Löhn-Preis 2008.

Die Wafios AG ist spezialisiert auf Maschinen für die Drahtverarbeitung. Für das Erreichen einer geringen Fehlerquote helfen innovative Bildverarbeitungssysteme, die während des Produktionsprozesses steuernd in den Regelkreis der Maschine eingreifen. Im Steinbeis- Transferzentrum werden Kameras in Kleinserien selbst gebaut, von der Netzversorgung bis zur Sensorplatine und zu maschinengerechten Spezialgehäusen. Diese Kameras sind Grundlage für die Prozessüberwachung.

Eine Spezialkamera wird dazu an die Federwindemaschine angebracht. Das Bildverarbeitungssystem prüft auf Basis der Kamerabilder jede der bis zu 600 Federn/Minute auf ihre geometrischen Merkmale hin wie Länge oder Durchmesser. Dafür wird unmittelbar vor dem Schnitt ein Bild von der Feder aufgenommen. Während die Feder fällt, hat die spezielle Auswertesoftware rund 50 ms Zeit, die genannten Merkmale im Bild zu messen und mit den Regel- und Toleranzgrenzen zu vergleichen.

Wird die Feder beispielsweise länger, greift die Software in den Prozess ein und korrigiert die Federlänge automatisch, so dass die nächste Feder wieder die richtige Länge hat. Die beanstandete Feder wird über eine Weiche aussortiert.

Dieses hochspezialisierte System hat gleichzeitig den Anspruch einer einfachen Handhabung durch den Maschinenbediener. Er kann für jede neue Federgeometrie mittels eines Analysebuttons den neuen Prüfplan automatisch erstellen und benötigt kein spezielles Hintergrundwissen zum Bildverarbeitungssystem.

Eine besondere Herausforderung stellte die komplette Integration der Hard- und Software in die bestehende Maschinenumgebung der Wafios AG dar. Auch Störfaktoren im schnell getakteten Produktionsprozess stellen höchste Anforderungen an die Bildverarbeitung, zum Beispiel Vibrationen, das Nachschwingen der Federn, Abrieb und Schmutz oder potenzieller Werkzeugbruch.

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