LineInspector 300 – Motivation für den Einsatz

Die visuelle Kontrolle von großflächigen Stanzteilen wird heute vielfach noch durch Mitarbeiter der Qualitätskontrolle in einem Stichprobenverfahren durchgeführt. Dabei werden aus der laufenden Produktion Prüfteile entnommen und vermessen. Diese Vermessung geschieht entweder taktil auf einer Meßmaschine, oder aber durch Betrachtung unter einem Meßmikroskop bzw. durch vergleichbare Hilfsmittel. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass die Produktion der Stanzteile an sich reibungslos und innerhalb der vorgegebenen Toleranzen geschieht. Ein Verschleiß des Stanzwerkzeugs läßt sich auf diese Weise gut kontrollieren und der Zeitpunkt für einen Werkzeugwechsel relativ präzise vorherbestimmen.
Die im Produktionsprozess immer wieder auftretenden kurzzeitigen und nicht vorhersehbaren Störungen sind mit diesem Verfahren jedoch nur durch einen Zufall aufzudecken. Die Probenentnahme muss genau zu dem Augenblick erfolgen, zu dem der Produktionsfehler auch tatsächlich stattgefunden hat. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist verschwindend gering. Als Folge werden immer wieder fehlerhaft produzierte Stanzteile in die Verarbeitungskette gelangen und zu einem späteren Zeitpunkt der Produktveredelung auffallen.

Die Prüfanlage im Detail

Zusammen mit unserem langjährigen Kooperationspartner haben wir eine autarke Anlage entwickelt, deren präzise Fördertechnik von der Firma Dreisbach & Jungmann GmbH & Co. KG aus Lüdenscheid entworfen und gebaut wurde. Die Bildaufnahme- und Kamerasteuerungselektronik auf der Basis eines CCD-Zeilensensors mit hoher geometrischer Auflösung und schneller Zeilenabtastung wurde von unserem Team in die Anlage integriert.
Der Sensor nimmt mit hoher räumlicher Auflösung zeilenweise Bilder der zu überprüfenden Stanzteile auf und sendet diese Daten an eine Rechnereinheit. Diese Rechnereinheit ist modular durch die Verwendung von Industrie-PCs aufgebaut. Jeder PC verfügt über einen hochgetakteten Intel i7-Prozessor mit jeweils 6 Prozessorkernen und 64 GByte Speicherkapazität. Jeder PC verfügt über eine Schnittstellenkarte, um die Bilddaten über CameraLink aufnehmen und vorverarbeiten zu können. Durch die Kaskadierung von mehreren Rechnern wird die Last der Bildverarbeitung verteilt und damit ist sicher gestellt, dass die Zeit für die Teileprüfung den Produktionstakt nicht beeinflusst. Den Kern der gesamten Anlage bildet die Software Sherlock der Firma Teledyne Dalsa zur Überprüfung der Kontur von Stanzteilen. Dazu können bis zu 30 verschiedene Bereiche auf dem Produkt festgelegt werden, die hochgenau vermessen werden. Es kann sich bei der Vermessung um eine Durchmesserbestimmung von Ausbrüchen einer Platine oder auch um die Spaltvermessung zwischen zwei Stegen handeln. Durch die Verwendung einer der besten industriellen Bildverarbeitungsbibliotheken ist es möglich, verschiedene Kriterien für eine Bewertung der Prüflinge heranzuziehen. Neben der individuellen Vermessung einzelner Strukturen der Stanzteile können auch Abweichungen der gesamten Geometrie der Stanzteile aufgedeckt werden. Dazu wird die Form jedes Stanzteils mit einer Sollvorgabe verglichen und die Abweichungen von dieser Soll-Form werden dargestellt.

Bild der Anlage

Andere Konfigurationen mit unterschiedlichen Sensorbreiten sind im Rastermaß von 130 mm durch einfache Anpassungen der Anlage jederzeit möglich. Die maximale Bandgeschwindigkeit ist lediglich durch die optische Auflösung und die zulässige Taktrate des Sensors beschränkt. In das System ist ein Inkrementalgeber integriert, wodurch die Anpassung an verschiedene Bandgeschwindigkeiten möglich ist. Das modulare Konzept der Verwendung von mehreren PCs erlaubt es, die Anzahl und Größe der notwendigen Prüfbereiche an die Bedürfnisse unterschiedlicher Stanzprodukte anzupassen.
Mögliche weitere Anwendungen für unseren Line-Inspektor sind zum Beispiel die Konturkontrolle von flachen opaken Bauteilen wie Solarzellen, die Breitenmessung an Folien und Bändern, die Lochprüfung in Metallbändern, die Kontrolle von Elektronikplatinen, oder die Qualitätsprüfung von durchscheinendem Plattenmaterial bzw. Endlosmaterial.

Leistungsdaten der Prüfanlage

Scannerbreite in mm
390
Optische Auflösung in dpi
1200
Wiederholgenauigkeit in µm
10
Bandgeschwindigkeit in m/min
15