GARDENA – Laadunvalvontaa kokoonpanon aikana
Sovellusraportti
Valmistuksen aikana herkät osat täytyy usein tarkastaa ennen seuraavaa prosessivaihetta. Nimekäs puutarhatyökalujen valmistaja GARDENA luottaa ifm:n tehokkaisiin konenäköantureihin.
GARDENA on kastelutuotteiden, mekaanisten leikkaustyökalujen ja perinteisten puutarhatyökalujen johtava saksalainen tuotemerkki. Gardena valmistaa manuaalisia pensassaksia, oksaleikkureita ja ruohosaksia Niederstotzingenissa Ulmin lähellä sijaitsevassa tehtaassaan. Tuotantopäällikkö Jens Starke: ”Monivaiheinen tuotantoprosessimme alkaa toimitettujen ruostumattomien teräskelojen käsittelystä, joka sisältää terien stanssauksen ja laserleikkauksen. Tämän jälkeen on vuorossa karkaisu ja ennen kaikkea hionta, joka kuuluu tehtaamme ydinosaamiseen ja on saksien laadun kannalta ratkaisevaa. Sen jälkeen terät pinnoitetaan ja kasataan
Ulmin lähellä Niederstotzingenissa sijaitsevassa GARDENA-tehtaassa valmistetaan ”SchnippSchnapp”-yleissaksia.
Komponentit kasataan käsin. Tämä mahdollistaa erilaisten saksityyppien kokoamisen samalla tuotantolinjalla.
Puoliautomaattinen tuotanto
Merkittävä osa tuotantoprosessista on automatisoitu. Esimerkiksi metallilevyjen syöttämiseen stanssaus- tai laserleikkausjärjestelmiin käytetään robotteja. Hionnan aikana robotit ohjaavat terät tarkasti hiomakiveä pitkin. Näin varmistetaan tuotteen tasaisen korkea laatu.
Jotkin tehtävät suoritetaan kuitenkin edelleen manuaalisesti, kuten GARDENAn ”SchnippSchnapp” -yleissaksien lopullinen kokoonpanovaihe. Tässä kohdassa työnnetään pieni lautasjousi käsin saksenpuolikkaissa olevaan syvennykseen. Tämän jousen ansiosta sakset avautuvat ja sulkeutuvat kitkattomasti. Tuotteiden virheettömän laadun varmistamiseksi järjestelmä tarkistaa automaattisesti, että lautasjousi on asetettu oikein ennen osien liittämistä toisiinsa.
Konenäköanturi tarkistaa, onko lautasjousi paikallaan ja onko se asennettu oikein (vasemmalla) vai väärin päin (oikealla). Näin vältetään kokoonpanovirheistä johtuva hylkykappaleiden syntyminen.
Sven Cermak, GARDENAn työkaluasentaja, selittää: ”Asennon tunnistus on tässä tapauksessa kriittistä, koska hyvin pieni ja litteä lautasjousi sijaitsee liitoskohdassa olevassa syvennyksessä. Induktiiviset tai optoelektroniset haarukka-anturit eivät olisi käyttökelpoisia tässä tehtävässä. Siksi käytämme ifm:n kamerajärjestelmää. Se voi jopa tunnistaa senkin, onko jousi asetettu oikein päin.”
2D-konenäköanturi O2D
Koska induktiiviset tai optoelektroniset haarukka-anturit eivät sovellu tähän nimenomaiseen asennontunnistustehtävään, käytetään siinä ifm:n O2D5-konenäköanturia. Tämä kamerapohjainen anturi on kehitetty erityisesti kohteiden optiseen 2D-tarkistukseen. Se käyttää blob-analyysia yhteenkuuluvien pikselisarjojen vertailuun ja vertaa lautasjousen kokoa, muotoa ja muita ominaisuuksia ohjelmoituun tavoitepintaan.
ifm:n Vision Assistant -parametrointiohjelmisto mahdollistaa anturin helpon ja nopean käyttöönoton. Käyttäjä yksinkertaisesti määrittelee kuva-alueet, joilla tunnistettavat kohteet sijaitsevat. Referenssikuva tallennetaan opetusmenetelmää käyttämällä ja sen jälkeen määritellään toleranssirajat. Näiden rajojen ylittyessä anturi tuottaa virhesignaalin.
O2D5-malli on varustettu ifm-muistitikulla, jolle kaikki parametrit ja asetukset tallennetaan. Jos laite täytyy vaihtaa, tiedot voidaan siirtää helposti uuteen anturiin muistitikun avulla.
Kuva 1: Konenäköanturi tarkistaa, onko jousi asetettu oikein päin.
Kuva 2: ”Vision Assistant” -ohjelmiston avulla anturi voidaan säätää helposti haluttuun käyttötarkoitukseen opetustoimintoa käyttämällä. Hienosäätö on mahdollista valinnaisten parametrien ansiosta.
Haasteena ulkopuolinen valo
Kamerapohjaisten tarkastusjärjestelmien erityisenä haasteena ovat muuttuvat valaistusolosuhteet, kuten auringonvalo, joka osuu tarkastettaviin kohteisiin ikkunoiden kautta auringon asennon mukaan. ifm-järjestelmä on osoittautunut tällaisissa tapauksissa erittäin luotettavaksi. Ratkaisu: järjestelmä ottaa mittauksen aikana viisi kuvaa eri valotusarvoilla ja käyttää vertailussa automaattisesti sitä kuvaa, jonka valotus on optimaalisin.
Sven Cermak on ratkaisuun erittäin tyytyväinen: ”Ulkoisella valolla ei ole tässä järjestelmässä merkittävää roolia, mutta käytämme samaa kameraa toisellakin tuotantolinjalla, missä meidän on tarkastettava äärimmäisen pieniä millimetriluokan osia. Siellä on isot ikkunat, mikä tarkoittaa, että valaistusolosuhteiden vaihtelut ovat paljon voimakkaampia. ifm:n kamera tuottaa erinomaisia tuloksia tässäkin ympäristössä.” Kameran linssin eteen integroitu polarisaatiosuodatin maksimoi tunnistustehokkuuden, jolloin voimakkaasti heijastavat kohteet voidaan tunnistaa ongelmitta.
ifm luotettavana kumppanina
Uuden teknologian käyttöönotto organisaatiossa vaatii kattavaa konsultointia, sillä paraskin ratkaisu onnistuu vain, jos se sopii siihen kontekstiin, missä se otetaan käyttöön. Nimekkään puutarhatyökalujen valmistajan GARDENAn ja automaatioratkaisuihin erikoistuneen ifm:n vuosikymmeniä kestänyt kumppanuus korostaa tätä yhteistyötä.
Sven Cermak: ”Olemme tehneet tiivistä yhteistyötä ifm:n kanssa jo vuosia ja kehittäneet yhdessä erinomaisia ratkaisuja - esimerkkinä kameran käyttöönotto. Aluksi emme tienneet, mitä järjestelmiä markkinoilla on saatavilla tai mikä on teknisesti mahdollista. ifm:n tuotespesialistit neuvoivat meitä asiantuntevasti ja varmistivat lyhyet ja suorat viestintäkanavat. Pystyimme testaamaan erilaisia kameraversioita, ja yhteistyö oli erittäin menestyksellistä.”
GARDENAn eri toimipaikoissa on useita tuotantolinjoja, joilla tuotantoprosesseja valvotaan ja joilla tehdään laatutarkastuksia. Tässäkin ifm:n konenäköanturi on osoittautunut erittäin arvokkaaksi ratkaisuksi.
”Tarkistamme aina, voimmeko käyttää kameraa myös muilla alueilla. Meillä on nyt osastollamme kolme tai neljä kameraa. Kameroita käytetään tietysti paljon myös muilla osastoilla ja toimipaikoilla, jopa enemmän kuin täällä”, Sven Cermak kertoo.
Jens Starke on luottavainen tulevaisuuden suhteen: ”Edessä on vielä yksi suuri projekti , jossa on täytettävä tietyt tehdasstandardit. Siinäkin kaikki pyörii antureiden, kamerateknologian, skannauksen ja muiden vastaavien aiheiden ympärillä, joten olisi hienoa toteuttaa tämäkin projekti yhdessä ifm:n kanssa.”
Yhteenveto
ifm:n konenäköanturit ovat erittäin tehokas ratkaisu tuotannon valvontaan ja laadunvarmistukseen – erityisesti pienten osien valvontaan, jossa perinteisten paikannusantureiden rajat tulevat vastaan. Iskulauseellaan ”close to you” ifm osoittaa sekä sitoumustaan laitteistoihin että myös aktiivista tukeaan ja asiantuntemustaan.
Tuotantopäällikkö Jens Starke tiivistää asian näin: ”ifm:n iskulause ”close to you” ulottuu ehdottomasti myös tuotantotiloihin.”