GARDENA – kwaliteitscontrole tijdens de montage
Bij de productie van verfijnde onderdelen is vaak vooraf een controle nodig voordat de volgende bewerkingsstap wordt uitgevoerd. Als gerenommeerde fabrikant van tuingereedschap vertrouwt GARDENA op de krachtige visionsensoren van ifm.
GARDENA is in Duitsland toonaangevend op het gebied van irrigatieproducten, mechanisch snij-, snoei- en maaigereedschap en klassiek tuingereedschap. Op de productielocatie Niederstotzingen bij Ulm worden handscharen, takkenscharen en grasscharen geproduceerd. Productiemanager Jens Starke: "Onze uitstekende productiekennis begint met de bewerking van de aangeleverde roestvrijstalen spoelen en omvat het stansen en laseren van de messen en het harden en vooral slijpen, wat de kerncompetentie van onze fabriek is en een beslissende invloed heeft op de kwaliteit van onze scharen. Vervolgens worden de messen gecoat en wordt de eindmontage uitgevoerd."
Bij GARDENA in Niederstotzingen bij Ulm wordt de multifunctionele schaar "SchnippSchnapp" geproduceerd.
De assemblage gebeurt handmatig. Op die manier zijn verschillende soorten scharen naar behoefte op één productielijn te assembleren.
Semi-geautomatiseerde productie
De productie is grotendeels geautomatiseerd. Robots zorgen bijvoorbeeld voor de aanvoer van metaalplaten naar de stansmachines of de lasersnij-installaties. Tijdens het slijpproces worden de messen door de robotgripper nauwkeurig langs de slijpsteen geleid. Op die manier wordt een constant hoge productkwaliteit gegarandeerd.
Toch is er bij sommige stations nog handwerk nodig, zoals bij de eindmontage van de multifunctionele schaar "SchnippSchnapp" van GARDENA, waarbij een kleine schotelveer met de hand in een uitsparing in een van de schaarhelften wordt geplaatst. Dit zorgt ervoor dat de schaar later soepel beweegt zonder speling. Om een onberispelijke productkwaliteit te waarborgen, wordt voor het samenschroeven automatisch gecontroleerd of de schotelveer correct is aangebracht.
De visionsensor controleert of de schotelveer in het gewricht is geplaatst en of deze correct (links) of verkeerde (rechts) is gepositioneerd. Afkeuringen door montagefouten zijn zodoende uitgesloten.
Sven Cermak, ontwerper bij GARDENA, legt uit: "De positiebepaling op dit punt is heel bijzonder omdat de zeer kleine en platte schotelveer in een uitsparing is aangebracht. Inductieve sensoren of vorkfotocellen zijn hier niet effectief. Daarom gebruiken wij een camerasysteem van ifm. Dat systeem is zelfs in staat om te herkennen of de veer op de juiste manier is aangebracht."
De visionsensor O2D
Voor deze speciale positiebepaling, waarvoor inductieve sensoren of vorkfotocellen niet geschikt zijn, wordt de visionsensor O2D5 van ifm gebruikt. Dit is een sensor op basis van een camera, ontwikkeld voor optische 2D-objectinspectie. Het gebruikt Blob-analyse om aaneengesloten pixels te vergelijken en de schotelveer op basis van grootte, vorm en andere eigenschappen van de schotelveer te vergelijken met een opgeslagen basisoppervlak.
Met de parametreringssoftware Vision Assistant kan de sensor snel en eenvoudig worden ingesteld. De gebruiker definieert eenvoudig de beeldgebieden waarin de te detecteren objecten zich bevinden. Met de teach-procedure wordt een referentiebeeld opgenomen en worden vervolgens de tolerantiegrenswaarden vastgelegd. Zodra deze grenswaarden worden overschreden, geeft de sensor een foutsignaal.
De O2D5 is voorzien van een ifm-geheugenstick waarop alle parameters en instellingen worden opgeslagen. Als het apparaat vervangen wordt, kan de stick probleemloos worden gebruikt om de gegevens gemakkelijk en snel over te zetten naar de nieuwe sensor.
Afbeelding 1: De visionsensor controleert of de veer op de juiste manier is geplaatst.
Afbeelding 2: Met de software "Vision Assistant" kan de sensor met behulp van de teach-functie eenvoudig voor de gewenste toepassing worden ingesteld. Optionele parameters maken een fijnafstelling mogelijk.
De uitdaging van omgevingslicht
Een belangrijke uitdaging voor controlesystemen op basis van camera's zijn veranderende lichtomstandigheden, bijvoorbeeld veroorzaakt door zonlicht dat, afhankelijk van de stand van de zon, door de ramen heen op de te controleren objecten valt. Op dat punt is het ifm-systeem bijzonder betrouwbaar. De truc: Tijdens éé’n meting maakt het systeem vijf verschillende opnamen met verschillende belichtingsinstellingen en gebruikt het automatisch de opname met de optimale belichting voor de vergelijking.
Sven Cermak is tevreden: "Bij deze installatie speelt vreemd licht geen rol van betekenis, maar we gebruiken dezelfde camera ook op een andere productielijn waar we extreem kleine onderdelen tot op de millimeter nauwkeurig moeten controleren. Daar bevindt zich een groot raam aan de voorkant, waardoor de wisselende lichtomstandigheden veel groter zijn. Zelfs in deze omgeving levert de ifm-camera uitstekende resultaten." Het ingebouwde polarisatiefilter voor de cameralens zorgt voor extra betrouwbaarheid tijdens de controle, waardoor sterk reflecterende objecten zonder problemen kunnen worden vastgelegd.
ifm als betrouwbare partner
De introductie van nieuwe technologieën gaat altijd gepaard met intensief advieswerk, omdat de oplossing alleen succesvol is als deze honderd procent bij de betreffende toepassing past. Het jarenlange samenwerking tussen GARDENA, de gerenommeerde fabrikant van tuingereedschap, en de specialist voor automatiseringsoplossingen ifm onderstreept deze samenwerking.
Sven Cermak: "We werken al vele jaren nauw samen met ifm en hebben samen uitstekende oplossingen ontwikkeld. Dat gold ook voor de introductie van de camera. We hadden aanvankelijk geen kennis van de beschikbare systemen op de markt of wat er technisch haalbaar was. De productexperts van ifm voorzagen ons van uitgebreide informatie. We hadden rechtstreeks contact en korte communicatielijnen. We konden verschillende cameravarianten testen en de samenwerking was zeer succesvol."
Er zijn veel productielijnen op verschillende vestigingen van GARDENA, waar productieprocessen worden bewaakt en kwaliteitscontroles worden uitgevoerd. Ook hier blijkt de visionsensor van ifm een waardevolle toevoeging te zijn.
"We controleren altijd of we de camera ook in andere bereiken zijn toe te passen. We hebben nu drie of vier camera's op onze afdeling. Natuurlijk worden de camera's ook veel gebruikt op andere afdelingen en vestigingen, zelfs meer dan hier," aldus Sven Cermak.
Jens Starke kijkt met overtuiging naar de toekomst en voegt eraan toe: "Er komt nog een groot project aan en daarvoor zijn bepaalde normen in de fabriek essentieel. Veel ervan draait om sensorsystemen, cameratechnologie, scannen en dergelijke onderwerpen, en het zou geweldig zijn als we dit project samen met ifm kunnen realiseren."
Conclusie
Samengevat blijken de visionsensoren van ifm een uiterst effectieve oplossing te zijn voor productiecontrole en kwaliteitsborging, vooral voor kleine objecten waar conventionele positiesensoren hun grenzen bereiken. Met zijn slogan "close to you” toont ifm niet alleen haar betrokkenheid bij hardware, maar ook haar actieve ondersteuning met vakkennis en expertise.
Productiemanager Jens Starke vat samen: "De ifm-slogan “close to you” kan zeker op bijval rekenen op de werkvloer."