Perfekte Zündspulen Heikle Prozesse sicher im Griff dank Bildverarbeitung

Mit kundenspezifischen Fabrikautomationssystemen und Bildverarbeitung von Cognex stellt der amerikanische Maschinenbauer Steven Douglas Corp. (SDC) sicher, dass Kfz-Zündspulen effektiv gefertigt werden und den Qualitätsanforderungen entsprechen.

Der Automobilbau ist eine vollständig globalisierte Branche. Unternehmen jeder Grösse und Nische konkurrieren miteinander in einem massiven Wettbewerb. Nur wer Kosten und Lieferzeiten ohne Einbussen bei Qualität und Durchsatz auf einem niedrigen Niveau hält, hat in diesem hart umkämpften Markt eine Chance, erfolgreich zu sein. Hersteller und Automobilzulieferer müssen daher neue, innovative Wege finden, um sich am Markt durchzusetzen.

Die Suche nach Wegen zur Reduzierung von Produktionszeiten und -kosten ist für die Steven Douglas Corp. (SDC) aus diesem Grund ein zentrales Thema. Das in Ohio ansässige Unternehmen entwickelt und produziert kundenspezifische Fabrikautomationssysteme. Als ein Hersteller von Automobilkomponenten an SDC herantrat, um ein automatisiertes System für die Montage von Zündspulen zu entwickeln, stand für SDC sofort fest, dass ein leistungsfähiges Bildverarbeitungssystem die Grundlage dieser Lösung sein würde.

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Drei Bildverarbeitungssysteme

Die Herstellung von Zündspulen ist ein heikler Prozess, der höchste Präzision erfordert. Einer der ersten Schritte in der Produktion dieser Bauteile besteht darin, einen Kupferdraht in einen zylindrischen Kern einzuführen. Für diese Aufgabenstellung benötigte SDC ein Bildverarbeitungssystem, um die Position des Leitungsdrahtes zu identifizieren, ein weiteres, um kritische Abmessungen der Zündspule während der Montage zu überprüfen, und schliesslich ein drittes System, um sicherzustellen, dass das fertige Teil den geforderten Spezifikationen entsprach.

Aufgrund der Anzahl der für dieses Projekt erforderlichen Bildverarbeitungssysteme und der dabei benötigten unterschiedlichen Funktionen entschied sich SDC für Cognex als Lieferant für die Bildverarbeitung. «Ich vertraue in solchen Fällen gerne auf Cognex, weil wir in fast allen unseren Maschinen SPS-Steuerungssysteme von Rockwell einsetzen. Die Integration der Cognex-Produkte in diese Steuerungssysteme hat in der Vergangenheit immer problemlos funktioniert und war einfacher zu realisieren als mit Bildverarbeitungskomponenten anderer Hersteller», sagt Neil Davis, Elektroingenieur bei SDC.

Für die Qualitätsprüfungen der Zündspulen implementierte SDC mehrere intelligente Kameras der In-Sight-8000-Familie. Um kritische Abmessungen der Teile während der Montage zu inspizieren, kommt das Modell In-Sight 8402 mit einer Auflösung von 1600 x 1200 Pixeln zum Einsatz. Damit kann sichergestellt werden, dass die Zündspulen alle Toleranzanforderungen erfüllen. Die Untersuchungen erfolgen stationär, indem die Anlage die Zündspulen schrittweise an den Bildverarbeitungssystemen vorbeiführt. Die typische Verweildauer von unter einer Sekunde gibt den In-Sight-8402-Systemen ausreichend Zeit für die Bildaufnahme und -auswertung.

Die In-Sight-Systeme von Cognex automatisieren auf diese Weise einen ansonsten zeitaufwendigen Teil der Inspektion und stellen sicher, dass nur diejenigen Teile in die nächste Phase des Produktionsprozesses gelangen, die den geforderten Spezifikationen entsprechen. Fehlerhafte Zündspulen werden hingegen sicher erkannt und ausgeworfen.

Von Vorteilen profitieren

Neben der Zuverlässigkeit der Cognex-Systeme profitiert der Kunde von SDC von weiteren Vorteilen. So sind die intelligenten In-Sight-Kameras mit Touchscreen-Displays des Typs Cognex VisionView 900 verbunden, um dem Anlagenpersonal in Echtzeit anzuzeigen, welche Arten von Fehlern auftreten. Diese 9-Zoll-Bedienpanels stellen Anwendern hilfreiche Verwaltungstools für Kameras, Sensoren und Bilder nahe der Produktionslinie zur Verfügung und sind dabei nicht auf PCs oder Laptops angewiesen. Durch ihre Schutzklasse IP65 sind sie vor Feuchtigkeit geschützt und unempfindlich gegen Vibrationen, was ihren Einsatz in zahlreichen Anwendungsfeldern zulässt.

Die Kombination aus In-Sight-Kameras und VisionView-Bedienpanels ermöglicht eine zielsichere Analyse von Fehlern und trägt somit zur schnelleren Optimierung von Produktionsprozessen bei.

Ein weiterer Pluspunkt der In-Sight-Bildverarbeitungssysteme besteht darin, dass es sich dabei um eigenständige Kameras mit integrierter Auswertung handelt, die keinen PC erfordern und daher in den Schaltschränken der SDC-Anlage weniger Platz und weniger Kabel als andere Lösungen benötigen. Das ergonomische, kompakte Design des Systems ermöglichte es dem Kunden daher, noch mehr Platz zu sparen, ein wertvolles Gut in jeder Produktionsstätte.

«Unser Kunde erzielte dank der In-Sight-Bildverarbeitungssysteme sofort einen höheren Durchsatz und verstand seine betrieblichen Stärken und Schwächen besser als zuvor», freut sich SDC-Ingenieur Neil Davis. «Ausserdem ermöglichen es die fortschrittlichen, aber dennoch einfach einsetzbaren Bildverarbeitungstools von Cognex den Anwendern, softwarebasierte Lösungen im Handumdrehen zu realisieren und auf dieser Basis Probleme im Zusammenhang mit der Inspektion zu erkennen und zu korrigieren.»

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