HM 2000: Verwechslungen ausgeschlossen - automatische 3-D-Werkstückidentifikation
Ein falsches Werkstück im automatisierten Fertigungsprozess kann erhebliche Probleme oder sogar Schäden verursachen. Ein neues Identifikationssystem erkennt selbst Teile sicher, die sich nur durch Details von anderen unterscheiden. (HM 2000, Halle 17, Stand E 34, Fraunhofer-Allianz "Vision")
Einen vollständig automatisierten Materialfluss gibt es selbst in modernen Fertigungsstätten nur selten. Dabei passieren die meisten Fehler an den Schnittstellen zwischen manueller und automatischer Handhabung: Schleust der Bediener ein falsches Werkstück in einen automatisierten Fertigungsprozess ein, kann das zu schwerwiegenden Schäden führen. Bei einem Spektrum von mehreren hundert verschiedenen Teilen und bei Werkstücken, deren Form sich nur geringfügig voneinander unterscheidet, ist das Bedienpersonal oft nicht mehr in der Lage falsche Teile zu erkennen. Die Begleitpapiere allein reichen nicht immer aus, um die Werkstücke einer Teile- oder Auftragsnummer und damit auch dem richtigen Prozess sicher zuzuordnen. Passieren hier Fehler, kann das zu Schäden in der Anlage und am Werkstück führen. Auch die lückenlose Dokumentation des Materialflusses ist nicht mehr gewährleistet - eine wichtige Grundlage für die Qualitätssicherung.
Es bedarf daher eines Hilfsmittels, das es auch einem unerfahrenen Bediener ermöglicht, die Werkstücke ohne Zuhilfenahme von Fertigungszeichnungen und Prüfmitteln sicher zu identifizieren. Wissenschaftler des Fraunhofer IPA haben ein Identifikationssystem entwickelt, das selbst kleine Unterschiede erkennt. Um die geometrischen Merkmale aller Ansichten für die Klassifizierung heranzuziehen, nehmen zwei Kameras das Werkstück aus zwei verschiedenen Beobachtungsrichtungen auf. Die Oberflächenbeschaffenheit hat keinen Einfluss auf das Prüfergebnis, da die Kameras im Durchlicht nur die Kontur erfasst. Eine automatische Wechseloptik sorgt für die Anpassung an die Größe des Werkstücks, die zwischen einem Zentimeter und drei Metern variieren kann. Sind die Werkstück-Merkmale erfasst, vergleicht sie das System mit den Werkstückdaten in der fertigungsspezifischen Datenbank und gibt die Werkstücknummer des identifizierten Objekts aus. Gleichzeitig steht das Identifikationssystem über eine Schnittstelle mit der Fertigungssteuerung in Verbindung, die sofort auf das Prüfergebnis reagieren kann.
Das Identifikationssystem besteht weitgehend aus Standardkomponenten. Eine teure Spezialoptik ist nicht notwendig. Der Ablauf der Identifikation ist soweit automatisiert, dass der Bediener das Werkstück in fast jeder Position einlegen kann und während des Vorgangs nicht eingreifen muss. Die Einarbeitungszeiten in das System sind dadurch minimal. Die Daten neuer Teile einzugeben geht relativ schnell und einfach. Das Klassifikationsverfahren kommt mit einer geringen Anzahl von Beispielen aus. Um ein neues Werkstück mit dem System identifizieren zu können, reicht es aus, Aufnahmen von drei Musterteilen einzulernen. Sind mehrere Systeme gleichzeitig im Einsatz - beispielsweise am Ein- und am Ausschleuspunkt einer Fertigungsanlage - lassen sich die an einem System eingelernten Datensätze von allen Systemen verwenden. Die Daten werden auf einem zentralen Server gespeichert und an die verschiedenen Prüfstationen verteilt.
Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Jens Schöbel, Telefon: 0711/970-1815, Telefax: 0711/970-1004, E-Mail: jns@ipa.fhg.de
Dipl.-Ing. Matthias Recknagel, Telefon: 0711/970-1875, Telefax: 0711/970-1004, E-Mail: mhr@ipa.fhg.de
Fraunhofer-Allianz "Vision"
Dr. Norbert Bauer, Telefon: 09131/776-500, Telefax: 09131/776-599, E-Mail: vision@fhg.de
