Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 06/2015, 11.06.2015

Gründliches Scannen vermeidet Fehler

Bildverarbeitung in der Spritzgussfertigung: Mit dem Bildverarbeitungssystem «Dakota» konnte Stemmer Imaging bei einem französischen Hersteller von Autositzen die Ausschussquote deutlich senken und gleichzeitig die Prozesssicherheit der Fertigung erhöhen.

(pi) Zum Einsatz kommt das Bildverarbeitungssystem «Dakota» zur 3D-Inspektion bei der Herstellung von Schaumstoffteilen aus Polyurethan, die im Spritzgussverfahren entstehen. Im Fall der Autositze werden vor dem Spritzvorgang bestimmte Einsatzteile von Hand in die Spritzgussformen eingelegt. «Diese Feinarbeit lässt sich nicht automatisieren», sagt Frédéric Equoy. Der Gründer und Geschäftsführer von Gips Vision war massgeblich an der Entwicklung von Dakota beteiligt. Das Unternehmen ist gleichzeitig Systemintegrator von Stemmer Imaging in Frankreich

«Angesichts der hohen Produktionsgeschwindigkeit der Fertigungslinie kommt es bei diesem manuellen Arbeitsgang häufig zu Fehlern, die zu unvollständigen Spritzgussteilen oder Produkten mit falsch positionierten Einsatzteilen führen. Dies resultiert in schwerwiegenden Mängeln des Endprodukts, die nach dem Erstarren des Schaumstoffs nur schwer zu erkennen sind.»

Das 3D-Prüfsystem Dakota schafft hier Abhilfe und entdeckt Fehler, noch bevor sie entstehen. Es kommt direkt vor dem Einspritzen der Spritzgussmasse in die Form zum Einsatz und sorgt auf diese Weise dafür, dass die Fertigung fehlerhafter Schaumstoffteile sowie Materialverschwendung in grossem Ausmass vermieden werden. «Dakota überprüft vor der Füllung der Spritzgussform, ob alle vor der Einspritzung in die Form eingesetzten Teile wie gewünscht vorhanden sind und sich an der richtigen Stelle befinden», beschreibt Equoy das Prinzip.

Diese Vorgehensweise führt zu einer Reihe von Vorteilen: Zunächst einmal verringert sich der Ausschussanteil durch den Einsatz von Dakota deutlich. Zudem lässt sich so eine erhebliche Einsparung von Material realisieren, da der einmal verfestigte Schaumstoff nicht erneut verwendet werden kann. Die per Hand eingelegten Einsatzteile haben nur geringen Wert, sind jedoch im Fehlerfall ebenfalls nicht mehr nutzbar.

Dakota macht zudem eine visuelle Überprüfung des fertigen Schaumstoffteils überflüssig und spart somit Arbeitskräfte für diesen Prozessschritt ein. Ein weiterer Vorteil für die Anwender des Systems besteht in der Verringerung der Reklamationen aufgrund schlechter Qualität und anderer Rücksendungen von ausgelieferten Produkten. «Insgesamt» sagt Frédéric Equoy, «steigt also die Rendite und Produktionssicherheit für Kunden, die das Dakota-System in ihrer Fertigung einsetzen.»

Grundlage der Prüfanlage ist ein 3D-Bildverarbeitungssystem auf Basis der Lasertriangulation. Die Spritzgussform wird dabei durch eine Laserbeleuchtung des deutschen Herstellers Z-Laser gescannt. Eine Hochleistungskamera von Automation Technology nimmt pro Sekunde bis zu 1000 der so entstehenden Laserprofile mit einer Breite von 2000 Pixeln auf. So erzeugt das System ein 3D-Bild der Spritzgussform und der enthaltenen Einsatzteile mit deren genauer dreidimensionaler Position. Die Auswertung dieses 3D-Bildes ermöglicht im Anschluss eine sichere Beurteilung, ob alle Parameter den Anforderungen entsprechen und ob der Spritzgussvorgang eingeleitet werden kann.

Zur Definition der Prüfpunkte sowie zur Parametrierung der entsprechenden Werkzeuge bietet Dakota den Benutzern eine speziell angepasste und anwenderfreundliche, grafische Mensch-Maschine-Schnittstelle. Bis zu 999 verschiedene Formreferenzen können in einer Datenbank parametriert und an jeder Spritzgussform bis zu 999 Prüfpunkte kontrolliert werden.

Ausserdem lässt sich das System an Formen und Träger unterschiedlicher Grösse sowie an die variable Geschwindigkeit der Fertigungslinie anpassen. «Ein Dakota-System in einer Anlage in den USA prüft Formen mit einer Grösse von 1700 Millimeter, das entspricht einer kompletten Rücksitzbank, auf einer Fördereinrichtung, deren Geschwindigkeit 14 Meter pro Minute beträgt», nennt Equoy ein aktuelles Beispiel.

Damit sind die Grenzen des Systems nach seinen Worten aber noch lange nicht erreicht. «Zudem ist das Konzept keineswegs auf den Automobilbereich beschränkt. Das System eignet sich auch für andere Anwendungsbereiche, und wir wollen es schon bald entsprechend breiter einsetzen.» Rein mechanisch ist das System dafür flexibel genug: Erst kürzlich wurde Dakota erfolgreich in eine Drehtisch-Fertigungslinie eingebaut, bei der die einzelnen Produktionsschritte über einen Kreisförderer miteinander verknüpft sind.

Gips Vision F-13004 Marseilles,
Tel. +33 608 50 72 32
www.gipsvision.fr

Stemmer Imaging AG
8808 Pfäffikon, Tel. 055 415 90 90
info@stemmer-imaging.ch



Per Laserscan wird ein 3D-Bild der Spritzgussform erzeugt und auf Vollständigkeit hin ausgewertet.


Herausforderung: Inserts, die teilweise manuell eingelegt werden, muss das Bildverarbeitungssystem erkennen und freigeben. (Bilder: Stemmer)