Laadunvalvontaa ohjelmoidulla kuvantamisella: Saksassa Schwabachin kaupungissa sijaitseva RIBE Anlagentechnik kehittää innovatiivisia puskureiden kokoonpanojärjestelmiä ja tarkistusjärjestelmiä. SICKin teollinen kuvankäsittely auttaa tunnistamaan yksittäiset komponentit ja valvomaan eri työvaiheita. Konsepti sopii todennäköisesti myös muille laitevalmistajille ja -toimittajille.
Tarkkaa liikkeiden valvontaa: RIBE Anlagentechnikin kameravalvottu kokoonpanolaitos
22.8.2022
Mitä enemmän tuotantoa yksilöllistetään, sitä tärkeämmässä roolissa ovat erikoistuneet ja innovaatioon kykenevät järjestelmät. RIBE Anlagentechnik on erikoistunut tuottamaan lisäarvoa loppuasiakkailleen. Sen valttikortti on ajoneuvojen sisätilojen ja ulkoisten osien kokoonpanoon ja tarkistusjärjestelmiin liittyvä teknologia. Yrityksen toimitusjohtajan Dietmar Heckelin mukaan kobotti- ja robottiteknologiat uudistavat Teollisuus 4.0 -ratkaisuja ja digitalisaatiota.
Komponentoitu rakenne ja modulaarinen suunnittelu on standardoitu viime vuosien aikana. RIBEn projektipäällikön Tobias Maggin mukaan yksittäisten komponenttien tarkistamisesta kokoomajärjestelmissä on tullut entistäkin tärkeämpää. Siksi he tarjoavat nyt ajoneuvo- ja koneenrakennusteollisuudelle puskureiden kokoamisjärjestelmän, joka tarkistaa vaiheittain, onko tietyn puskurin oikeat osat valittu ja asennettu. Työntekijä näkee tuloksen välittömästi ja selkeästi näyttöpäätteeltään.
Suurempi yksilöllisyys edellyttää tarkempaa laadunvalvontaa
Olipa kyse peruutuskamerasta tai tuulilasinpyyhkijöistä, tarjolla on lähes aina useita vaihtoehtoja joka automallille. Se tarkoittaa, että myös puskurivaihtoehtoja on monia. ”Vaihtoehtojen lisääntyessä myös virheiden mahdollisuus kokoonpanossa lisääntyy,” toteaa Tobias Magg. Jokainen myynnin jälkeen tehty korjaus tulee paitsi kalliiksi, myös heikentää kuvaa valmistajan tuotteiden laadusta. Yhteistyön alkuvaiheissa SICKin myynti-insinööri Walter Spiegel pyysi apua sovellusinsinööriltä. ”Tärkeintä oli kokoonpanojärjestelmän valoisuuden lisääminen”, hän sanoo. Monet kamerat, joita ensin harkitsimme, tuottivat liian heikon kontrastin tässä vaativassa ja pieniä osia sisältävässä ympäristössä, jossa tummat osat on erotettava mustasta puskurista. Inspector P642 2D -kameran valovoima ja herkkyys olivat siis yksi tärkeimmistä tekijöistä, minkä vuoksi RIBE valitsi juuri sen.
2D-teollinen kuvankäsittely
Etäällä sijaitseva kamera kattaa suuren alueen
Kamera sijaitsee 110 cm puskurin yläpuolella, minkä ansiosta se ei ole tiellä. Työntekijä voi asentaa sovittimia, letkuja, kameroita ja muita elektronisia laitteita puskurin sisäpuolelle törmäämättä kameraan. Vain kolmea kameraa käyttäen saadaan erittäin laaja näkymä koko puskurin alueelta. Tämä oli toinen syy, minkä vuoksi valaistus oli avainasemassa.
Tobias Magg kertoo, miksi tämä helpottaa asiakkaita huomattavasti: ”Aikaisemmin käytetty anturiteknologia edellytti suurta määrää optisia kaapeleita tai antureita.” Toinen vaihtoehto olivat useat kamerat taustan valaistuksella ja ylimääräisillä valoyksiköillä vahvistettuina. Tämä uusi ratkaisu on myös joustava mahdollisia uusia vaatimuksia silmällä pitäen.
Vasemmalta oikealle: Tobias Magg, Project Manager Mechanical Design, RIBE Anlagentechnik GmbH; Walter Spiegel, Regional Account Manager, SICK Vertriebs-GmbH.
Kamerapohjaista avustusta
Myös SICKin tuotepäällikkö Stefan Hochhäuser oli mukana projektissa. ”Heti kuin työntekijä poistuu työpisteeltään hakeakseen seuraavan komponentin, hän laukaisee työnsä tarkistuksen ja alustaa seuraavaa työvaihetta.” Nämä liikkeet tunnistetaan pienellä TiM100 2D LiDAR -anturilla, jonka näkökenttä on 200°. Tämä kompakti anturi valvoo kokoonpanojärjestelmän edessä olevaa aluetta ja se oli RIBElle yksinkertainen ja kustannustehokas ratkaisu muun muassa siksi, että se on helppo integroida järjestelmään ja se tuottaa vakaat mittaukset työntekijän liikkeistä.
TiM100 2D LiDAR -anturin ja InspectorP642-kameran avulla voidaan välittömästi havaita, onko oikea osa asennettu asianmukaisesti. Jos havaitaan virhe Vika (joka näkyy näytöllä punaisella), seuraava työvaihe voidaan jättää aloittamatta. “Jos tarkastuksen tulos on positiivinen, seuraava vaihe näytetään työntekijälle automaattisesti,” kertoo Hochhäuser.
Lisäksi jokaisen osan asennukseen kuluu työntekijältä noin minuutti, ja työ halutaan suorittaa nopeasti ja ergonomisesti. Kosketuksettoman työn laukaisun ansiosta kameran käynnistäminen ja pysäyttäminen ei enää edellytä kymmeniä painikkeiden painalluksia. Tämä säästää sekunteja aikaa, mikä nopeuttaa toimintaa ja säästää kuluja työpäivän aikana.
Laadunvalvonta anturin sovelluksella
Tuottavuutta parantaa myös itse anturi ja tarkemmin sanottuna sen laadunvalvontasovellus, jonka ansiosta RIBE voi konfiguroida useita tarkistustehtäviä etukäteen. Anturi esimerkiksi tarkistaa koko ajan, onko työ suoritettu asianmukaisesti. Tämä helpottaa PLC:n ohjelmointia, sillä anturi ilmoittaa tuloksen ohjaimelle TIA-portaalin (Totally Integrated Automation) kautta. Tulokset näytetään työntekijälle näytön värillisinä korostuksina. Jos tarkastuksen tulos on positiivinen, tehtävä siirretään tai sitä jatketaan. Näin sovellus helpottaa asiakkaiden kuvankäsittelyn aloittamista. ”Anturissa olevan parametroinnin ansiosta tarkistustehtävän luominen konenäköanturiin on helppoa”, kertoo Tobias Magg. Yhteen kameraan on teoriassa mahdollista määrittää jopa 16 tarkistustehtävää.
SICKin ohjelmisto sopii sekä pienempiin että suurempiin kameroihin. ”Jos RIBE haluaa joskus käyttää konseptia jossakin muussa laitteessa, ei ohjelmistopuolella tarvitse tehdä muutoksia,” kertoo Stefan Hochhäuser. ”Parametrit voidaan viedä ja siirtää helposti toiseen saman tuoteperheen laitteeseen.” Tämän ratkaisun erityisen hieno piirre on sen yleinen joustavuus tulevien komponenttien ja tarkistustehtävien muutoksien suhteen. ”Meillä on nyt perusta muihinkin sovelluksiin, kuin puskureiden kokoamiseen,” toteaa Tobias Magg.
RIBE Anlagentechnik pystyy tulevaisuudessa myös ottamaan käyttöön SICKin teolliseen kuvankäsittelyyn perustuvia tehokkaita valmistus- ja laadunvalvontaratkaisuja, jotka lisäävät näkyvyyttä ohjaimen näyttöä laajemmalle.
