Die industrielle Bildverarbeitung vollzieht seit einiger Zeit einen grundlegenden Wandel weg von rein projektgetriebenen Sonderlösungen hin zu standardisierten, skalierbaren Produkten. Zu den wesentlichen Gründen für diese Entwicklung zählt zum einen, dass Endkunden immer häufiger über eigene Projektmanager und Engineering-Teams verfügen, die für die Realisierung neuer Anlagen verantwortlich sind. Zum anderen übernehmen Systemintegratoren, falls sie für die Erstellung von Lösungen genutzt werden, größere Teile der Gesamtverantwortung.
„Vor diesem Hintergrund gab es in den vergangenen Jahren spürbare Veränderungen der Kundenanforderungen“, so die Beobachtung von Lukas Neumann, Head of Business Development bei VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme. „Kunden wollen den Integrationsgrad für ihre Projekte selbst bestimmen und berücksichtigen bei ihren Investitionsentscheidungen Faktoren wie die entstehenden Kosten, die Skalierbarkeit und auch die Wiederverwendbarkeit von Anlagen stärker als bisher.“
Dieses Umdenken auf Kundenseite hat wesentlichen Einfluss auf einen Lösungsanbieter wie VMT, der seit vielen Jahren als Anbieter von Turnkey-Systemen erfolgreich am Markt agiert, so Neumann: „Komplettsysteme, die je nach Aufgabenstellung eine nahtlose Kombination von Bildverarbeitung, 3D-Sensorik, speziellen Greifersystemen und Roboter-Knowhow erfordern, sind weiterhin relevant und werden von VMT auch zukünftig entwickelt und realisiert. Der neue Ansatz Ready-to-Integrate ist unsere Antwort auf den zunehmenden Kundenwunsch nach eindeutig definierten Systemen, die reproduzierbar funktionieren und nicht bei jedem Projekt neu spezifiziert werden müssen.“
Was verbirgt sich hinter dem Schlagwort Ready-to-Integrate? Zu den wesentlichen Merkmalen zählt im Gegensatz zu anwendungsspezifischen Projekten mit einer individuellen Auswahl an eingesetzten Technologien, dass RTI-Systeme von VMT ein klar abgegrenztes Produkt mit definierten Hardware- und Softwarekomponenten sowie mit standardisierten Schnittstellen zu Steuerungen, Robotern und IT-Systemen darstellen. Dokumentierte Leistungskennzahlen und exakt festgelegte Systemgrenzen sind dabei wichtige Elemente solcher Systeme, um eine langfristige Wartungs- und Update-Fähigkeit zu ermöglichen und somit Anwendern die für industrielle Anwendungen erforderliche Sicherheit zu geben.
Inline-Qualitätssicherung
Für den Bereich Bildverarbeitung hat VMT nun das erste Produkt mit RTI-Ansatz namens VMT BeadMap vorgestellt: Es ermöglicht die Inline-Qualitätssicherung von applizierten Klebe- und Dichtnähten und überprüft u.a. Kennwerte wie Lage, Geometrie, Kontinuität und Volumen der aufgebrachten Materialraupen direkt nach dem Auftrag. Derartige Inline-3D-Nahtinspektionen sind laut Neumann in zahlreichen industriellen Anwendungsfeldern eine häufig erforderliche Aufgabe, um die Qualität von vorangegangenen Produktionsschritten zu überprüfen. Zudem ist die Überwachung applizierter Dicht- oder Kleberaupen technisch anspruchsvoll und birgt einige technische Herausforderungen: In der Regel müssen dabei kontinuierliche, nicht-rigide Strukturen geprüft werden, die häufig auf komplexen Bauteilgeometrien aufgebracht sind. Hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit im Sub-Millimeter-Bereich in Kombination mit einer zuverlässigen Inline-Fähigkeit bei kurzen Taktzeiten sind bei derartigen Aufgaben keine Seltenheit, weiß Neumann: „Die individuelle Entwicklung geeigneter Systeme für solche Anwendungen war daher bisher zeitaufwendig und teuer.“ 2026 sind in der Industrie automatisierte Prozesse Standard. ‣ weiterlesen
Wenn Automatisierung Realität wird – entscheidet der Greifer
Mit VMT BeadMap wird dafür nun eine standardisierte Bildverarbeitungslösung angeboten, die von Anwendern problemlos eigenständig integriert und betrieben werden kann. „VMT BeadMap unterscheidet sich bewusst von klassischen, projektspezifischen Inspektionslösungen und wurde von Beginn an mit der Vorgabe entwickelt, eine integrationsfertige, standardisierte Lösung für diese spezielle Aufgabe zu schaffen“, erläutert Neumann.
Typische Merkmale von VMT BeadMap im RTI-Kontext sind daher folgerichtig ein stationäres, klar definiertes Inspektionskonzept, bei dem eine speziell auf die Aufgabenstellung ausgelegte Software mit festem Funktionsumfang und standardisierte Schnittstellen zu SPS-Steuerungen, Robotern und übergeordneten MES- bzw. QMS-Systemen zum Einsatz kommen. Die Maxime Ready-to-Integrate hatte zudem weitreichenden Einfluss auf die Bedienbarkeit: Ziel war nach Neumanns Worten ein System, das ohne tiefgehendes Spezialwissen im Bereich 3D-Bildverarbeitung in Betrieb genommen werden kann und dennoch stabile, reproduzierbare Ergebnisse liefert.
Geringer Integrationsaufwand
In einem typischen Einsatzszenario wird das 3D-System VMT BeadMap mit äußerst geringem Integrationsaufwand stationär als Inline-Prüfstation direkt nach dem Auftrag einer Kleberaupe z.B. durch einen Roboter an einer Fertigungslinie verbaut und ist dort ohne vorheriges Teach-In oder die Anbindung an Roboter- oder Achssteuerungen sofort betriebsbereit. „Die einfache Einbindung von VMT BeadMap in derartige Produktionszellen mithilfe der Kundenschnittstelle ist eine der großen Stärken des Systems“, betont Neumann. Je nach Objektgröße können Anwender derzeit zwischen den drei Varianten S mit 500mm, M mit 1.000mm und L mit 2.000mm Arbeitsbereich auswählen.
Während des Produktionsprozesses führt das System dann One-Shot-Inspektionen des gesamten Bauteils durch und untersucht die Kleberaupen auf alle relevanten Eigenschaften. Ein integrierter Projektor sorgt dabei dafür, dass eventuelles Fremdlicht keine negativen Einflüsse auf die Bildaufnahme hat. Mithilfe der schnellen 3D-Erfassung und -Auswertung liegen die Ergebnisse der Prüfung in weniger als 2s vor. Entdeckte Fehler an Bauteilen werden über einen integrierten Bildschirm oder optional mit Hilfe des Sensorprojektors direkt auf dem Bauteil visualisiert, um ein sofortiges Feedback an die Produktionsmitarbeiter zu geben und somit bei Bedarf umgehend reagieren zu können. Die Augensicherheit stellt dabei kein Problem dar: Der Projektor arbeitet LED-basiert ohne Laser und birgt somit keine Laserklasse-Risiken.
Auch bei einem Produktwechsel an einer Fertigungslinie ist VMT BeadMap schnell wieder einsatzbereit: Neue Typen und sogar Varianten von Dicht- und Kleberaupen lassen sich vor einem Produktionsstart per CAD offline kommissionieren. Veränderungen dieser Art können somit ohne Anlagenstillstand problemlos umgesetzt werden, um eine hohe Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
Nach Neumanns Aussage konnten bei ersten Validierungen in Kundenumgebungen Akquisitionszeiten von ca. 0,5 bis 0,7s sowie geometrische Genauigkeiten im Sub-Millimeter-Bereich mit Standardabweichungen von unter ±2? erzielt werden. Diese beeindruckenden Ergebnisse stimmen Neumann optimistisch für zukünftige Anwendungen von VMT BeadMap. „Die reproduzierbare Performance des Systems vereinfacht den Einsatz über mehrere Linien oder Standorte hinweg. VMT BeadMap ist somit vom Kleinunternehmen bis hin zum Großkonzern für alle Anwender eine attraktive Option für die Inline-3D-Inspektion von Dicht- und Kleberaupen.“
Turnkey-Vision-Systeme bleiben relevant
VMT realisiert seit vielen Jahren individuelle, schlüsselfertige Automatisierungssysteme für alle Industriesparten und verfügt über tiefgehendes Knowhow im Bereich der stationären, hochpräzisen 3D-Erfassung von Objekten, die mit den robusten Machine-Vision-Algorithmen des Unternehmens ausgewertet werden. Bei der Entwicklung von VMT BeadMap konnte VMT daher auf einen langjährigen Erfahrungsschatz aus der Serienpraxis zurückgreifen.
