Inhaltsverzeichnis
1. Hochgenaue Erfassung der Zeigerposition
2. Lückenlose und schnelle Dokumentation
Bourdon-Haenni bietet Millionen von Manometer-Varianten an, die Anwender aus Merkmalen wie Nenngröße, Genauigkeitsklasse, Material, Prozessanschluss, Druckbereich oder Gehäuse- und Anschlussvariante individuell konfigurieren können. Diese hohe Fertigungstiefe wird durch moderne Prozessmethoden basierend auf dem Btrace-Produktionssystem ermöglicht, das alle Schritte überwacht und dokumentiert, um eine Rückverfolgbarkeit während des gesamten Bestell- und Produktionsvorgangs entsprechend der Null-Fehler-Philosophie des Unternehmens sicherzustellen. Um den branchenüblichen manuellen Kalibrier- und Qualifizierungsprozess hier noch stärker einzubinden, zu automatisieren und gleichzeitig eine bildbasierte Qualitätsprüfung mit 100-prozentiger Rückverfolgbarkeit umzusetzen, hat Bourdon-Haenni eine Bildverarbeitungslösung entwickelt, die es ermöglicht, alle Messwerte und dazugehörigen Bilder zur Dokumentation abzuspeichern. Zu jeder Prüfung existiert so ein vom menschlichen Auge unabhängiger, reproduzierbarer und digitaler Nachweis, in welchem Zustand das Manometer das Werk verlassen hat. Alle Daten werden mit den erfassten Messwerten in einer Datenbank hinterlegt, um automatisch Kalibrierungsprotokolle zu generieren und die Messdaten für weitere Qualitätsauswertungen und Trendanalysen zur Verfügung zu stellen.
Hochgenaue Erfassung der Zeigerposition
Die Vorarbeiten für das Bildverarbeitungssystem erfolgten am französischen Produktionsstandort von Baumer Bourdon-Haenni in Vendôme. Umgesetzt wurde das Projekt im Rahmen von zwei Masterarbeiten an der ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Die Herausforderung des Systemdesigns lag dabei in der notwendigen hohen Präzision: Bei der Genauigkeitsklasse 1 dürfen Manometer beispielsweise nur um maximal 1 % von der Messspanne abweichen. Die hochgenaue Erfassung der Zeigerstellung ist demnach entscheidend für die erfolgreiche Umsetzung durch bildbasierte Qualitätsprüfung. Diese Präzision stellt ein Verisens Vision Sensor XF800 von Baumer sicher. Er bildet das Herzstück des Systems und wurde mit der intuitiven Konfigurationssoftware Application Suite in vier klaren Schritten innerhalb weniger Minuten für die Bildauswertung parametriert. Dank der integrierten 360°-Fexloc-Lagenachführung werden die Druckgeräte vom Vision Sensor zunächst virtuell zu 100% korrekt auf einen definierten Nullpunkt hin ausgerichtet, um die Prüfung der richtigen Positionen im Bereich der Messspanne von 270° sicherzustellen. Entsprechend der Messpanne des zu prüfenden Manometers gibt dann ein automatisierter Prüfzyklus bis zu sechs unterschiedliche Drücke auf das System. Zu jedem Prüfdruck wird das Zifferblatt mit der entsprechenden Ist-Zeigerstellung aufgenommen und der Winkel berechnet. Die Winkelgrade werden über die TCP/UDP-Prozessschnittstelle des Vision Sensors an die SPS-Steuerung zur Kontrolle der Einhaltung der entsprechenden Toleranzgrenzen übergeben. Durch den Vergleich mit dem elektronisch ausgelesenen Referenzdruck kann so die relative Abweichung in Prozent berechnet werden. Eine grafische Benutzerschnittstelle zeigt die Werte außerhalb des Toleranzbereiches inklusive deren Höhe und Abweichung vom Soll-Wert sofort an. Gesteuert wird der gesamte Ablauf durch ein Steuersystem von B&R.
Lückenlose und schnelle Dokumentation
Mithilfe des Verisens Vision Sensors konnte Bourdon-Haenni somit eine seit 170 Jahren bewährte Fertigungstechnologie mit einer bildbasierten Qualitätskontrolle des 21. Jahrhunderts verknüpfen. Hinsichtlich Datenerfassung und Traceability erfüllt das System nun die Anforderungen von Industrie 4.0: Alle erfassten Informationen, Messwerte, Prüfergebnisse und Bilder werden zur Dokumentation in einer Datenbank zusammengefasst und der Seriennummer des Manometers fest zugeordnet. Und auch die Effizienz wurde deutlich gesteigert: „Für eine manuelle 5-Punkt-Endprüfung inklusive Dokumentation benötigten wir früher zehn Minuten pro Manometer. Dank des neuen Bildverarbeitungssystems sind wir nun um 80 Prozent schneller und liegen bei nur zwei Minuten“, erklärt Jean-Louis Dupré, Werksleiter am französischen Produktionsstandort in Vendôme. Von Frankreich aus wird das System gerade auf den indischen Produktionsstandort in Vapi übertragen, da für die dortigen Anwender aus dem Automotive-Bereich vor allem die digitalen Nachweise entscheidend sind. Darüber hinaus können auch andere Manometeranbieter vom neuen Bildverarbeitungssystems profitieren: Bourdon-Haenni bietet es im Rahmen eines umfassenden Produktionsmittelbauprogramms auch zum Kauf für alle an, die originale Bourdonfedern über das Unternehmen beziehen.
Die von Eugéne Bourdon 1849 erfundene Bourdonfeder ist aufgrund ihrer Zuverlässigkeit auch im 21. Jahrhundert die wohl noch am häufigsten eingesetzte zentrale Komponente für präzise mechanische Druckmessgeräte. Das Prinzip, den Druck dabei auf Basis der Auslenkung einer gekrümmten Rohrfeder mit elliptischem Querschnitt zu messen, hat sich bewährt und wurde seither nicht verändert. ik
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