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Alles unter Kontrolle

Robotik erleichtert die Konzeption von EOL-Prüfsystem
Alles unter Kontrolle

Ein Zulieferunternehmen der Automotive-Branche suchte nach einer universellen Lösung für den Test der verschiedenen Schalter, die sich im Fahrzeug-Cockpit befinden. Dazu gehören Tasten, Wippschalter und Drehschalter. Dabei geht es um so einfache Dinge wie An-/Aus-Funktionen, Fensterheberschalter oder aber auch um Drehschalter mit mehreren Stellungen und unterschiedlichen elektrischen Kontakten und Incrementgebern. Alles sollte getestet werden, die Haptik, die Beleuchtung der Schalter und ihre elektrische Funktion.

MCD Elektronik bekam den Auftrag für die Konzeption dieser End-of-Line-Testlinie. Man entschied sich für fünf Stationen, darunter zwei Roboter-Zellen. In diesen Stationen mit 6-Achs-Roboterarmen werden die Drehschalter von Panels für Licht und Klimaanlagen geprüft. Sie werden ergänzt durch zwei AOI-Tester (Automated Op-tical Inspection), die über hochauflösende Farbkameras die Symbole auf den Prüflingen untersuchen. Die fünfte Station dient dem Test von Fensterheberschaltern. Hier werden Drehbetätigungs-, Widerstands- und Drehmomentmessungen analysiert. Gleichzeitig wird das Panel automatisch kontaktiert und funktional getestet. Der Auftraggeber hatte für die Roboterzellen den Mitsubishi-Typ Melfa RV 4FLM D vorgegeben. Die mitgelieferte universelle Steuerungssoftware eignet sich allerdings nicht besonders für Prüfumgebungen. Das motivierte MCD, selbst eine Lösung für die Roboter-Steuerung zu entwickeln. Als Basis dient die eigene Software-Plattform ‚MCD Toolmonitor‘. Heraus kam eine applikationsspezifische Variante dieses Programms, der ‚Toolmonitor Robotics‘. Das Programm unterstützt und ermöglicht nicht nur die Steuerung des Roboters, sondern auch verschiedener anderer Roboter-Typen, xyz-Achsen oder Kombinationen daraus, wie sie innerhalb der Elektronikfertigung gebräuchlich sind.

Wir können auch Roboter
Mit dem Toolmonitor Robotics bekommt die komplette Testanlage ein einheitliches Benutzerinterface. Über das Interface kann man die Achsen manuell bedienen, die Roboterpositionen festlegen und einlernen. Sogenannte Snapshots halten wichtige Positionen fest, die einzeln oder in Sequenzen angefahren werden. Durch die Integration mehrerer, aneinander gereihter Snapshots bekommt man einen effizienteren Programmablauf, da das aufwändige Umladen des Programmspeichers entfällt. Greifarme am Roboter gehören als Abschlusselement zur kinematischen Kette. Auch sie werden über den Toolmonitor geöffnet, geschlossen und gemäß den Achsen bewegt. Toolmonitor Robotics erlaubt die Steuerung von Kugel-, Rotations-, Torsions- und Lineargelenken sowie von Plattformen und Greifarmen. Das Programm fügt sich in übergeordnete Fremdsoftware über eine COM/DCOM-Schnittstelle oder eine .Net-Assembly ein. Das erleichtert die Einbindung in eine Vielzahl von Applikationen, wie Microsoft Visual Studio (C#, C++, Visual Basic), Microsoft Office (z.B. Excel), Open Office, LabView, MCD TestManager CE. Die Funktionen des Toolmonitor Robotics werden ergänzt vom ‚TestManager CE‘ und dem ‚Toolmonitor Grafische Auswertung‘.
Alles kommt auf den Prüfstand
Bei den Messungen werden nicht nur die haptischen und die Bildverarbeitungsaufgaben erledigt. Hinzu kommt die komplette Funktionsprüfung über die LIN-Busse des Prüflings. Die Funktionsprüfung erfasst dabei alle Punkte, die für solche Panels wichtig sind. Strom, Spannung, Schaltwiderstände, Wege, Zeiten, Kodierungen, Schaltpunkte synchron zur Betätigung, Rastpunkte bei Drehreglern, Anwesenheit der Kontakte, Übergangswiderstände uvm. Die Stationen 3 und 4 werden über den ‚MCD Toolmonitor Vision‘ gesteuert. Hier werden Bedienteile wie Hauptlichtschalter und Klimasteuergeräte optisch untersucht. Geprüft werden die Symbolerkennung bei Tag- und Nachtbeleuchtung sowie die Positionserkennung der Symbole relativ zu Referenzpunkten (Tasterecken). Auch die Helligkeit und die Farbwerterkennung von Hintergrund- und Funktionsbeleuchtung wird untersucht. Nach der Messung erfolgt ein automatischer Abgleich und Kalibrierung der LED-Beleuchtung. Ein Kurzschlusstest und die Messung der Stromaufnahme runden das Prüfprogramm ab. Die fünfte Station prüft die Bedienteile für Fensterheber (Fahrer, Beifahrer). Sie untersucht die elektrische Funktion, Kurzschluss, Verbindungstest sowie Ruhestrom- und Aktiv-Stromtest. Für die CDDC-Modul-Prüfung steht das LIN-Master-Automotive-Interface zur Verfügung. Die DDC- und RDC-Modul-Prüfung erfolgt mittels Widerstandsbestimmung durch Multimeter und ULC-Datenerfassungskarte. Bei allen Kontaktstiften wird eine mechanische Taumelkreisprüfung voreilend zu jeder Kontaktierung vorgenommen. Die Fensterheberschalter werden von einem elektromotorisch angetriebenen Finger betätigt. Synchron dazu erfasst die Station die einzelnen Messwerte.
Der Blick aufs Ganze
Der MCD DatenManager ist schließlich zuständig für die Bewertung der Prüfergebnisse, statistische Aufzeichnungen und Auswertungen. Die komplette Linie ist vernetzt und alle Daten laufen an einem zentralen Punkt zusammen. Es besteht eine SQL-Anbindung für die Messdatenerfassung. Über eine eigene übergelagerte Steuerung können alle Parameter und Einstellungen geändert und abgerufen werden. Dabei kommt ein eigens entwickeltes Manufacturing Execution System zum Einsatz. Damit lassen sich alle Systeme zentral in der Linie verwalten und können einheitlich an neue, zukünftig zu prüfende Typen, Varianten bzw. Prüflinge angepasst werden. Das MES wurde individuell nach Wunsch und Anforderung des Kunden umgesetzt. Das Ganze sorgt für eine Qualitätsoptimierung bei gleichzeitiger Produktionssteigerung.“ge

Kontakt

info

MCD Elektronik GmbH
Birkenfeld
Tel. +49 7231 784050
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