Bildverarbeitungs-Stationen in einer Anlage Tay Optisort W.

Bilder: Gefra

Befestigungselemente mit Cracks an unterschiedlichen Stellen.

Prüfanlage der Fa. GEFRA

Optisort N mit Bunker, Zuführung, Prüfzelle und Befüllstation.

Prüfen mit Highspeed

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Der Qualitätsdruck wächst. Dies zwingt die Hersteller von Befestigungselementen und anderen Fertigungsteilen zur Anwendung und Dokumentation aufwändiger Prüfungen, bevor die Produkte das Haus in Richtung Kunde verlassen. Wo bislang eine einfache Prüfung auf Maß ausreichten, werden heute komplexe Geometrien vermessen und Oberflächen auf Beschädigungen wie Dellen, Kratzer und Schlagstellen geprüft. Risse – so genannte Cracks – müssen an diversen Positionen am Prüfteil gesucht und Beschichtungs- und Farbfehler wie auch Verschmutzungen detektiert werden. Gewindeprüfungen können sich vom bloßen Vorhandensein bis zur Prüfung wichtiger Kennzahlen erstrecken. Funktionale Elemente wie der Innenangriff müssen auf vollständige Ausprägung hin geprüft werden.
In gleichem Maße, mit dem sich die Komplexität der Prüfaufgaben steigert, wachsen auch die Anforderungen an den Teiledurchsatz und die Verfügbarkeit des Prüfsystems mit alle seinen in- und externen Komponenten.

Die neueste Generation der Prüfsysteme Typ Optisort N (für Muttern) und Optisort W (Scheiben) beinhaltet im Bereich der Bilderfassung bis zu sieben Stationen mit zusammen bis zu zwölf Kameras, beispielsweise für 360-°-Prüfungen. Moderne Kamera- und Bus-Technik ermöglicht die Erfassung von bis zu 30 Bildern pro Sekunde. Flexibel einsetzbare und auf LED-Technik basierende Beleuchtungselemente ermöglichen die Kontrastierung unterschiedlicher Oberflächenfehler und die Sichtbarmachung maßlich prüfbarer Konturen auf einem breiten Teile- sowie Größenspektrum. Die geschieht weitest gehend ohne mechanischen Umbau. Die Hardware zur Bilderfassung wird über autark arbeitende Elektronik gesteuert, die auch für die Ausschleusung der Prüfteile nach IO oder NIO zuständig ist.
Die PC-basierte Bildverarbeitungs-Software Autocontrol der Gefra GmbH übernimmt die Bildauswertung und generiert die IO/NIO-Entscheidung anhand von Prüfplänen, die alle wichtigen Parameter der Prüfung beinhalten. Sie kombinieren in der Regel beides: maßliche Prüfung und merkmalsbasierte Kontrollen wie die Oberflächenprüfung. Zu den jüngsten Software-Entwicklungen gehören Werkzeuge zur Oberflächen-Fehlersuche innerhalb komplexer Konturen, zur Spanprüfung an N-Kant-Strukturen und zur mehrdimensionalen Klassifikation von Fehlern. Durch die Entwicklung einer merkmalsbasierten Lageerkennung und Kalibrierung wurde das seit längerem bekannte Problem der Prüfbarkeit nicht lagegerecht zuführbarer Teile erfolgreich gelöst.
Ein solches Teil wird im Kalibrierprozess beidseitig erfasst, und über die Identifizierung eines eindeutigen Lagemerkmales während der Laufzeit – die sowohl maßlicher als auch attributiver Natur sein kann – erfolgt die Entscheidung darüber, welche Werkzeuge und Parameter an welcher Stelle in der Bildverarbeitungskette zur IO/NIO-Bewertung angewandt werden. Insbesondere bei der Prüfung von Doppelbolzen ist dieses Werkzeug von Nutzen. Immer komplexer werdende Prüfwerkzeuge in der Autocontrol-Software fordern die erhöhte Aufmerksamkeit des Bedieners. Eine verbesserte dynamische und intuitive Benutzerführung mit vielen Entscheidungshilfen und Visualisierungen unterstützt ihn bei seiner Arbeit mit dem Prüfsystem. Umfangreiche Softwaremodule zur Betriebsdatenerfassung, Statistik und Datenanalyse sowie deren Visualisierung helfen dem Bediener über die reine Sortierung hinaus bei seiner Arbeit. Je nach Zuführleistung und Umfang der Prüfung durchlaufen bis zu 1000 Teile pro Minute die Anlagen der Gefra GmbH.

Das Prüfsystem Optisort lässt sich auf vielfältige Weise in die Abläufe einbinden. Dazu stehen Möglichkeiten im Bereich Teile-Zwischenpufferung, Lagerichtung, Vereinzelung und Zuführung zur Verfügung.
Besondere Bedeutung kommt der Zuführtechnik zu, da sie essenziell für den reibungslosen und gleichmäßigen Lauf der Teile durch die Prüfzelle ist. Nur so können Durchsätze von bis zu 1000 Teilen pro Minute erreicht werden. Nach der Sortierung können sie sowohl in Großbehälter als auch in Standard- und kundenspezifischen Behältnissen abgefüllt werden. Es stehen diverse Behälter- und Befüllsysteme bereit wie Rundtakter, Transportbänder oder Rollenbahnen mit Teilepuffern. Auch die Anbindung an kundenseitige Befüll- und Verpackungssysteme ist ohne weiteres möglich. Das Prüfsystem übernimmt auch die genaue Zählung der Teile und die Steuerung des Zuführ- und Abfüllprozesses.
Das Hauptaugenmerk bei der Weiterentwicklung der Systeme liegt auf der Steigerung der Prüfgeschwindigkeit, der Integration neuer Beleuchtungs- und Bilderfassungskonzepte sowie der Entwicklung von Multisensor-Systemen, die neben den Möglichkeiten der optischen Prüfung auch andere Techniken und Verfahren wie das Röntgen mit einbeziehen.