Fehleranalyse mit High-Speed-Video

Der Autor: Dipl.-Ing. Kamillo Weiß, KW-PR Redaktionsbüro, für High Speed Vision

Was verursacht immer wieder Störungen und damit verbunden kostenintensive Stilstände? – Eine Frage, die nicht immer einfach zu beantworten ist. Leistungsfähige, hochauflösende High-Speed-Kameras können dabei helfen. Sie erschließen die unmittelbare, exakte Einsicht in sporadisch auftretende und extrem schnell ablaufende Vorgänge, die sich moderner Messtechnik und dem menschlichen Auge entziehen. Was steuerungstechnisch exakt eingestellt ist, muss nicht mit dem Ist-Zustand übereinstimmen. Abweichungen im Bereich von Millisekunden oder Mikrometern in der Steuerung von Anlagen mit hohen Taktraten können weitreichende Auswirkungen in der Fertigung haben. Immer mehr Unternehmen nutzen deshalb die HS-Video-Analysetechnik sowohl in der Entwicklung als auch in der laufenden Produktion zur schnellen und eindeutigen Ursachenerforschung sowie zur nachhaltigen Optimierung von Produkten, Anlagen und Prozessen.

Das Unternehmen High Speed Vision in Ettlingen bei Karlsruhe verfügt seit mehr als 10 Jahren über ein umfangreiches Know-how und viel Erfahrung im effizienten Einsatz von High-Speed-Kameras für unterschiedliche Aufgaben und Anwendungen. Es vertreibt ein umfangreiches Sortiment an leistungsfähigen High-Speed-Kameras verschiedener Hersteller, kompakte Hochleistungs-LED-Beleuchtungssysteme, High-Speed-Langzeit-Recorder, Netzwerktechnologie für die Vernetzung von bis zu 12 Kameras, Batterie-Versorgungssysteme, mobile HS-Videosysteme in minimalen Abmessungen, Software-Pakete für Kamerasteuerung und Bildanalyse, Objektive und ein breites Angebot von speziellem Zubehör. Abgedeckt wird der Anwendungsbereich von der hochauflösenden Kamera von 4 Megapixeln mit 2.277 Bildern/s und bei verminderter Auflösung bis zu 100.000 fps.

Die Spezialisten in Ettlingen stellen ihr umfangreiches Kamerasortiment, Know-how und Erfahrung aus HS-Videoanwendungen in den verschiedensten Branchen auch als Dienstleistung für die sichere Expertise von Ursachen zur Verfügung. Für die Kunden ergeben sich daraus Vorteile in der Produktentwicklung und in der laufenden Produktion. Störungen und Anlagenstillstände von hochautomatisierten Anlagen hoher Taktraten haben vielfältige Auswirkungen und verursachen oft vermeidbare Kosten.

Minimale zeitliche Differenzen in der Steuerung wie beim Pick & Place, ein Nachtropfen bei Abfüllvorgängen, ein gelegentlich auftretendes Prellverhalten von Keksen oder Verpackungen oder auch der Verschleiß in der Stanzfertigung führen oft zu geringsten Abweichungen. Wird die Montage in einem langsamen Prozess eingelernt, können später in der schnellen Montagefertigung Probleme auftreten, deren Ursachen oft nicht unmittelbar lokalisierbar sind. Mithilfe extrem hochauflösender Zeitlupenaufnahmen können derartige, oft sporadisch auftretende Vorgänge exakt analysiert und korrigiert werden. Im Vorfeld der Expertise nehmen die Aufnahmespezialisten die Aufgaben und Anforderungen des Kunden detailliert und genau auf. Dementsprechend stellen sie die entsprechende Ausrüstung von Kameras, Beleuchtung und Zubehör zusammen.

Ein besonders interessanter Aspekt ist dabei, dass in die einzelnen Bilder der extremen Zeitlupe die Steuerungsdaten eingeblendet werden können. So lassen sich zeitlich exakte Rückschlüsse auf die Vorgänge ziehen und Steuerungsdaten gegebenenfalls korrigieren. Die HS-Videoaufnahmen werden direkt vor Ort in den Anlagen durchgeführt und so lange wiederholt, bis die Ursache des Problems eindeutig erkannt wurde. Der Kunde kann durch diesen Service sein aktuelles Problem kurzfristig lösen. Das gilt nicht nur für die laufenden Prozesse der Automatisierung sondern auch in der Entwicklung von Maschinen und Anlagen. In der Automobilindustrie und deren Zuliefern ist High-Speed-Video ein unabdingbarer Bestandteil in der Entwicklungsarbeit geworden; beispielsweise bei der Gestaltung der komplexen Anforderung von Airbags. Exakte Bildanalyse liefert die Daten für den präzisen Ablauf, der in wenigen Millisekunden erfolgt.

Mit klar kalkulierbarem Budget werden für den Kunden die Ereignisse mit hoher Detailwiedergabe messtechnisch untersucht, ohne dass er in eine eigene High-Speed-Videoausrüstung und die spezielle Schulung von Mitarbeitern investieren muss. Die Erfahrungen mit dieser Dienstleistung haben gezeigt, dass die Kosten einer derartigen Expertise wesentlich günstiger sind als die sich wiederholenden Kosten durch Anlagenstillstände und Störungen. Denn gerade bei hohen Stückzahlen pro Schicht erklärt es sich von selbst, welche Kosten mögliche Maschinenstillstandszeiten im gesamten Prozess verursachen können. Hier kann man massive Verbesserungen erzielen. Hinzu kommt der wichtige Qualitätsaspekt mit dem Ergebnis, dass sich die Ausschussrate erheblich minimieren lässt. Fertigung, Montage und Verpackung können dadurch reibungslos und effizient mit höherem Durchsatz und längerer ununterbrochener Maschinenlaufzeit erfolgen. Für ähnliche Störungen in anderen Anlagen kann man sofort auf diese Erfahrung zurückgreifen und frühzeitig Fehlerursachen beeinflussen.

In der industriellen Automatisierung ist die Bildverarbeitung in ihrem gesamten Anwendungsspektrum einschließlich High-Speed-Video in einer modernen vernetzten Fertigung zu einem unverzichtbaren Bestandteil im Umfeld von Industrie 4.0 geworden. Ohne aussagekräftige Informationen über die laufenden Prozesse gibt es keine sinnvollen Entscheidungen für fehlerfreie Abläufe. Noch vor und nach der eigentlichen Qualitätskontrolle mittels Bildverarbeitung gilt es mit Hilfe von High-Speed Video die Ursachen von fehlerbedingten Abweichungen im laufenden Prozess der Automatisierung exakt und präzise zu erfassen, eindeutig zu analysieren, um den Ablauf zu Optimieren. Ohne fehlerbedingte Unterbrechungen läuft dann auch die nachfolgende Bildverarbeitung zur Qualitätskontrolle und Identifikation mit höherer Zuverlässigkeit sowie minimiertem Ausschuss. Die Industrielle Bildverarbeitung prüft dann die Bauteile auf IO/NIO, sortiert sie aus, identifiziert sie, liest die Codes jedes einzelnen Bauteiles, liefert die Daten für die weitere Steuerung von Maschinen und Anlagen, und kann durch die statistische Auswertung der laufenden Bauteileproduktion bereits frühzeitig Daten für die weitere Optimierung der Prozesse liefern. ik

High Speed Vision GmbH

Ettlingen

Tel. +49 7243 94757-0

Vision: Halle 1, Stand H31

Details zum Dienstleistungsangebot:

t1p.de/gw2n