GARDENA – Kvalitetskontrol undervejs i montagen
Applikationsrapport
Under fremstillingen skal følsomme komponenter ofte kontrolleres før det næste forarbejdningstrin. GARDENA, som er en kendt producent af haveredskaber, sætter sin lid til effektive vision-sensorer fra ifm.
GARDENA er det førende tyske mærke inden for vandingsprodukter, mekaniske skæreværktøjer og klassiske haveredskaber. I deres anlæg i Niederstotzingen i nærheden af Ulm producerer Gardena manuelle sakse, grensakse og græssakse. Produktionschef Jens Starke: “Vores meget høje grad af egenproduktion starter med forarbejdningen af leverede oprullede plader af rustfrit stål, herunder stansning og laserskæring af knivene efterfulgt af hærdning og især slibning, som er vores anlægs kernekompetence og afgørende for klippekvaliteten. Derefter bliver knivene coatet og samlet.”
Universalsaksen “SchnippSchnapp” bliver produceret i GARDENA-anlægget i Niederstotzingen i nærheden af Ulm.
Komponenterne samles manuelt. Dette giver mulighed for at samle forskellige typer af sakse på samme produktionslinje.
semi-automatiseret produktion
Væsentlige dele af produktionsprocessen er automatiserede. Der anvendes for eksempel robotter til at tilføre metalpladerne til stanse- eller laserskæresystemerne. Under slibning fører robotterne præcist knivene langs med slibestenen. Dette sikrer en konstant høj produktkvalitet.
Nogle opgaver bliver dog stadig udført manuelt, som f.eks. det sidste trin i samlingen af GARDENA’s universalsaks “SchnippSchnapp”. Her bliver en lille tallerkenfjeder sat manuelt i en fordybning i en af saksehalvdelene. Dette vil senere give mulighed for, at saksen kan åbne og lukke gnidningsløst. For at sikre en fejlfri produktkvalitet kontrollerer systemet automatisk, om tallerkenfjederen er sat i korrekt i, før delene skrues sammen.
Vision-sensoren kontrollerer, om tallerkenfjederen er i samlingen, og om den vender rigtigt (venstre) eller forkert (højre). Frasorterede produkter på grund af fejl under samlingen bliver på pålidelig vis forhindret.
Sven Cermak, værktøjsmager hos GARDENA, forklarer: “Positionsdetektering er meget specielt her, fordi de meget små og flade tallerkenfjedre sidder i en fordybning. Induktive eller fotoelektriske gaffelsensorer ville ikke være til nogen nytte her. Derfor bruger vi kamerasystemet fra ifm. Det kan endda detektere, om fjederen er sat i, så den vender rigtigt.”
2D vision-sensoren O2D
Da induktive eller fotoelektriske gaffelsensorer ikke er egnet til denne specifikke positionsdetekteringsopgave, bliver O2D5 vision-sensoren fra ifm anvendt. Denne kamerabaserede sensor er specielt udviklet til optisk 2D-objektinspektion. Den bruger blob-analyse til sammenligning af sammenhængende pixels og sammenligner tallerkenfjederens størrelse, form og andre egenskaber med en programmeret måloverflade.
Parameterindstillingssoftwaren Vision Assistant fra ifm giver mulighed for nem og hurtig opsætning af sensoren. Brugeren definerer ganske enkelt billedzoner, hvor de objekter, der skal detekteres, er placeret. Ved hjælp af indlæringsmetoden bliver et referencebillede taget, og derefter bliver tolerancegrænser defineret. Så snart disse grænser overskrides, genererer sensoren et fejlsignal.
O2D5-enheden er udstyret med en memory stick fra ifm, hvor alle parametre og indstillinger er gemt. Hvis enheden skal udskiftes, kan denne stick anvendes til nem overførsel af dataene til den nye sensor.
Billede 1: Vision-sensoren kontrollerer, om fjederen er sat i, så den vender rigtigt.
Billede 2: Ved hjælp af “Vision Assistant”-softwaren kan sensoren nemt justeres til det ønskede anvendelsesformål ved hjælp af indlæringsfunktionen. Finjustering er mulig takket være valgfrie parametre.
Uvedkommende lys som udfordring
En særlig udfordring for kamerabaserede inspektionssystemer er skiftende lysforhold, som f.eks. sollys, der skinner ind gennem vinduer afhængigt af solens placering og rammer de objekter, der skal inspiceres. I sådanne tilfælde har systemet fra ifm vist sig at være særligt pålideligt. Tricket: under målingen tager systemet fem billeder med forskellige eksponeringer og anvender automatisk billedet med den optimale eksponering til sammenligning.
Sven Cermak er meget glad for løsningen: “Med dette system spiller uvedkommende lys ikke nogen særlig rolle, men vi bruger det samme kamera på en anden produktionslinje, hvor vi skal inspicere ekstremt små dele i millimeterområdet. Der er store vinduer dette sted, hvilket betyder, at vi skal håndtere mere udtalte ændringer i lysforholdene. Selv i dette miljø giver kameraet fra ifm fremragende resultater.” Det integrerede polariseringsfilter foran kameralinsen maksimerer detektionens effektivitet og giver mulighed for, at meget reflekterende objekter kan detekteres uden problemer.
ifm som pålidelig partner
At introducere ny teknologi for en organisation kræver omfattende rådgivning, fordi den bedste løsning kun vil være en succes, hvis den passer ind i den sammenhæng, den implementeres i. Adskillige årtiers partnerskab mellem den kendte producent af haveredskaber, GARDENA, og specialisten i automatiseringsløsninger, ifm, understreget dette samarbejde.
Sven Cermak: ”Vi har i mange år arbejdet tæt sammen med ifm og har udviklet fremragende løsninger sammen, herunder indførelsen af kameraet. I starten vidste vi ikke, hvilke systemer, der var tilgængelige på markedet, eller hvad der var teknisk muligt. Produkteksperterne fra ifm rådgav os sagkyndigt, hvilket sikrede korte og direkte kommunikationslinjer. Vi var i stand til at teste forskellige kameraversioner, og samarbejdet var meget vellykket.”
Der er mange produktionslinjer på forskellige GARDENA-produktionssteder, hvor produktionsprocesser overvåges, og kvalitetskontroller udføres. Her har vision-sensoren fra ifm også vist sig at være en meget værdifuld løsning.
“Vi tjekker altid, om vi også kan bruge kameraet i andre områder. Vi har nu tre eller fire kameraer i vores afdeling. Kameraerne bliver selvfølgelig også i udstrakt grad brugt af andre afdelinger og produktionssteder, endda mere end her,” siger Sven Cermak.
Jens Starke er tillidsfuld med hensyn til fremtiden: “Der venter stadig et stort projekt, hvor visse fabriksstandarder skal opfyldes. Alt er centreret om sensorer, kamerateknologi, scanning og lignende emner, så det ville være fantastisk at arbejde med dette projekt sammen med ifm.”
Konklusion
Vision-sensorerne fra ifm har vist sig at være en meget effektiv løsning til produktionskontrol og kvalitetssikring, især til overvågning af små dele, hvor konventionelle positionssensorer når deres grænser. Med sloganet ”close to you” viser ifm ikke kun sit engagement i hardware, men også sin aktive support og ekspertise.
Produktionschef Jens Starke opsummerer: “ifm’s slogan ”close to you” når helt sikkert manden på gulvet.”