Smart-Kameras Roboterbasierte BV-Anwendung für Handhabung und Echtschrift-Lesen

Beim vollautomatisierten Feinbearbeiten und Prüfhandling von Präzisionsbremsscheiben per Roboter erkennt die im Prozess integrierte Bildverarbeitung exakt Position, Klarschrift und Zeichen.

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Dem Bremsweg von Autos wird weniger Aufmerksamkeit geschenkt als den Beschleunigungswerten. Seinerzeit kam ein VW Käfer beim Bremsen von 100 km/h auf 0 erst nach 60 m zum Stehen. Heute brauchen tonnenschwere Luxuslimousinen nicht mehr als 35 m. Zwei Gründe für den verkürzten Bremsweg sind ABS und moderne Präzisionsbremsscheiben.

Ein Unternehmensteil des mittelständischen Drehereibetriebs Alber Gussbearbeitungs-GmbH hat sich auf die Fertigung der Präzisionskomponenten für die PKW-Oberklasse spezialisiert. Automobilhersteller geben sich heute jedoch nicht mehr nur mit bester Qualität zufrieden. Auch die Rückverfolgbarkeit der Herstellung muss gewährleistet sein. Damit dies hundertprozentig zuverlässig und lückenlos erfolgen kann, setzt der Bremsenspezialist seit kurzem auf Bildverarbeitungstechnologie. Zwei intelligente Vision-Systeme von Cognex, die In-Sight 7050 und In-Sight 5604, lesen Echtschrift-Codes auf rotierenden Bremsscheiben.

Die bildverarbeitenden Systeme erhöhen die Prozesssicherheit und entlasten in Kombination mit einem Handling-Roboter auch die Mitarbeiter: Bremsscheiben für die Automobiloberklasse wiegen zwischen 12 und 20 kg.

Bisher musste ein Mitarbeiter die Scheiben manuell aus einer Gitterbox heben und an den wechselnden Bearbeitungsstationen immer wieder aufnehmen und ablegen. Seit Anfang 2013 arbeitet der dem Dreh- und Fräsvorgang nachgelagerte Feinbearbeitungs- und Prüfbereich vollautomatisiert. Dafür hat der Automatisierungsspezialist CNC-Automation Würfel GmbH in Zusammenarbeit mit den Bildverarbeitungsexperten der i-mation GmbH einen Yaskawa-Motoman-Roboter MH50-35 in die Lösung integriert.

Bildverarbeitung

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Am Kopf des Greifers wurde ein In-Sight-7050-Vision-System von Cognex installiert. Mit ihrem Autofokus, einer raschen Bildaufnahme und eigener Beleuchtung erkennt die Smart-Kamera die exakte Lage der angelieferten Bremsscheiben auf dem Transportband. Die Bildverarbeitung orientiert sich am Innendurchmesser der Scheiben. In Sekundenbruchteilen an die Robotersteuerung übermittelt, ermöglichen die Bilddaten ein schnelles Greifen der Bremsscheiben mittels Hochleistungsmagneten.

Nach dem Aufnehmen folgt der erste Arbeitsschritt: das Lesen von Klarschriftzeichen (OCR). Hierfür legt der Roboter die Bremsscheibe auf einem Drehteller ab. Mit roter LED-Beleuchtung gut kontrastiert sind die Schriftzeichen bereit für den Einsatz des zweiten Vision-Systems. Die Zeilenkamera In-Sight 5604 mit 1K-Hochgeschwindigkeits-Zeilenabtastung erfasst die genadelte Prägeschrift während zweier Umdrehungen der Bremsscheibe.

Platinenherstellung

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Das zuverlässige Lesen der Schriftzeichen war eine der anspruchsvolleren Aufgaben für die Bildverarbeitungsexperten von i-mation. Genauer gesagt, das Lesen unterschiedlich geprägter Zeichensätze. Denn von Produktcharge zu Produktcharge kann sich die Art und Ausführung der Prägung verändern. Gelöst wurde die Aufgabenstellung durch schrittweises Einlernen aller möglichen Varianten. Erleichtert haben dies die Software-Tools von Cognex für OCR-Anwendungen wie In-Sight-Explorer.

Auf die Klarschriftlesung folgen Feinbearbeitungs- und Prüfschritte, zu denen unter anderem das Auswuchten und die Klangprüfung zählen. Abschließend legt der Roboter die Bremsscheiben in Lagen zu je sechs Stück in eine Gitterbox ab und bedeckt sie nach einem automatischen Greiferwechsel mit einer stabilen Holzplatte, deren genaue Position die BV-Kamera des Roboters anhand eines schwarzen Markierungskreuzes erkennt.

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