Auswertung in 1,5s
PKW-Cockpitprüfzelle bei Johnson Controls
Johnson Controls ist eines der weltweit führenden Unternehmen in der automobilen Innenausstattung und Elekt-ronik sowie für Batterien. Am Standort Lüneburg wird eine hohe Vielfalt an Cockpits und Türinnenverkleidungen für die verschiedenen Automobilhersteller gefertigt. Diese Bauteile werden direkt an das Produktionsband des jeweiligen Automobilherstellers geliefert, was natürlich voraussetzt, dass die gelieferten Bauteile das Werk absolut fehlerfrei und geprüft verlassen müssen.
Gerade im Bereich der Cockpits werden die Anforderungen an Sicherheit und Qualität immer komplexer, was dazu geführt hat, dass eine sehr hohe Anzahl von qualitätsrelevanten und für die Weiterverarbeitung wichtigen Bauteile vor der Auslieferung geprüft werden müssen. Dabei handelt es sich um korrekt gesetzte Nieten und Perforierungsnähte speziell im Airbagbereich, Clipse, Federhalter, sonstige Anbauteile und Baugruppen sowie Verschraubungen allgemein. Die Anzahl der notwendigen Prüfungen beläuft sich derzeit auf ca. 50 wechselnde Merkmale, wobei die Vielzahl durch die Varianten Rechts- und Linkslenker in jeweils drei unterschiedlichen Farben noch erhöht wird. Geprüft wird aber nicht nur, ob die Bauteile vorhanden oder korrekt angebracht sind, sondern auch, ob die richtigen Bauteile eingesetzt wurden und diese passgenau sitzen. Bereits vor sechs Jahren wurde daher eine erste Cockpitprüfzelle mit einem Bildverarbeitungssystem aufgebaut und in Betrieb genommen. Aufgrund der guten Erfahrungen entschied sich Johnson Controls für den Einsatz eines weiteren VMT Bildverarbeitungssystems in der neuen Cockpit-Produktionslinie.
Aufgabenstellung
Um die Prüfung der Cockpits zu automatisieren, musste ein flexibles und erweiterbares System geschaffen werden, das eine verlässliche und kontinuierliche 100%-Prüfung der Cockpits gewährleistet und es ermöglicht, in sehr kurzer Zeit eine hohe Anzahl der Prüfungen an allen Cockpit-Typen durchzuführen und zu dokumentieren. Eine weitere Herausforderung lag in den drei verschiedenen Farbkombinationen und Oberflächen, die durch das System verarbeitet werden müssen. Zusätzlich muss das System die Möglichkeit bieten, die fehlerhaften Cockpits in einer Nacharbeitsstation auszuschleusen und dem Mitarbeiter anzuzeigen, wo welcher Fehler vorliegt. Und zwar so, dass der Werker möglichst einfach und absolut sicher die als fehlerhaft erkannten Teile oder Baugruppen identifizieren und reparieren oder austauschen kann. Die VMT GmbH trat dabei erstmals als Anlagenlieferant für die komplette Prüf- und Handlingszelle auf. Unter der Gesamtprojektleitung der VMT Bildverarbeitungssysteme GmbH und in Zusammenarbeit mit der SAR GmbH erfolgte die Planung, Projektierung und Inbetriebnahme der Gesamtanlage. Die gesamte Prüfzelle konnte so innerhalb von 15 Werktagen komplett aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen werden. Dabei wurde auf eine Automatisierung mit dem Bildverarbeitungssystem IS in Mehrkameraversion mit GigE-Technologie in Kombination mit einer Siemens SPS sowie einem ABB Roboter gesetzt. Komplettiert wird die Prüfzelle durch eine komplexe Cockpitaufnahme und einem Abförderband, welches fehlerhafte Cockpits zur Nacharbeit ausschleust. Bei den eingesetzten GigE-Kameras handelt es sich um Produkte von IDS. Der Bildverarbeitungsrechner basiert auf einem IPC mit den Betriebssystemen XP, der mit entsprechenden Schnittstellenkarten ausgestattet ist. Das eigentliche Herz des Systems ist aber die IS-Software, die bereits in über 750 Projekten gemeinsam mit Kunden aus der Automobil- und Zulieferindustrie weiterentwickelt wurde.
Und dann geht es im Automatik-Betrieb los
Der Mitarbeiter legt die Cockpits in die Aufnahme und startet den Prozess. Das Cockpit wird mit insgesamt zehn GigE-Kameras, die an einem Stahlbau in der Zelle befestigt sind, in einer Position präsentiert. Die Anzahl der Kameras ist aufgrund der sehr kurzen zur Verfügung stehenden Zykluszeit notwendig, um alle 50 geforderten Prüfungen durchzuführen. Im ersten Schritt wird der Cockpit-Typ durch das Bildverarbeitungssystem verifiziert und automatisch das für diesen Typ richtige Prüfprogramm gestartet. Im Anschluss daran werden alle definierten Merkmale geprüft. Die Merkmale selbst befinden sich dabei an allen Seiten des Cockpits. Nach durchgeführter Prüfung übergibt das Bildverarbeitungssystem das Gesamtmessergebnis an die Roboter-Steuerung sowie die Ergebnisse der einzelnen Prüfmerkmale an ein übergeordnetes PPS-System zur Dokumentation. Die komplette Auswertung eines Cockpits dauert ca. 1,5s. Bei fehlerfreiem Messergebnis wird das Cockpit vom Roboter aus der Prüfposition entnommen, automatisch mit einem Barcodelabel versehen und in einen vorbeilaufenden Hängeförderer zur Weiterbearbeitung übergeben. Im Fehlerfall entnimmt der Roboter das Cockpit ebenfalls aus der Prüfposition, legt es jedoch ohne Label auf dem Nacharbeitsband ab. Dort werden dem Werker auf einer Großbildanzeige die Fehlerorte direkt an einem digitalen´ Cockpit angezeigt. Sobald die Nacharbeiten abgeschlossen sind, wird das Cockpit einer erneuten Prüfung zugeführt. Das Bildverarbeitungssystem steht während der gesamten Nacharbeiten uneingeschränkt für die Automatikmessungen zur Verfügung.
