Industrielle Bildverarbeitung

Genau hingeschaut: Kamerabasierte Blechteilkontrolle

| Redakteur: Ines Stotz

Die Sturm-Gruppe verarbeitet im Geschäftsfeld Blechverarbeitung sowohl für den firmeneigenen Maschinenbau als auch für externe Kunden Bleche in mannigfaltigster Art und Weise. Bildverarbeitung sorgt für die erforderliche Qualität.
Die Sturm-Gruppe verarbeitet im Geschäftsfeld Blechverarbeitung sowohl für den firmeneigenen Maschinenbau als auch für externe Kunden Bleche in mannigfaltigster Art und Weise. Bildverarbeitung sorgt für die erforderliche Qualität. (Bild: gemeinfrei / CC0)

Acht Spyder3-Zeilenkameras von Teledyne Dalsa bilden das Herzstück einer Anlage der Sturm-Gruppe, mit der Blechteile mit ihren CAD-Daten verglichen und auf Einhaltung der geforderten Qualität überprüft werden. Bei der Auswahl der geeigneten Bildverarbeitungskomponenten verließ sich das Unternehmen auf die Beratung von Stemmer Imaging.

Die Blechverarbeitung zählt zu den wichtigsten Geschäftsfeldern der Sturm-Gruppe. „Egal ob Stahl, Edelstahl, Aluminium oder verschiedenste Sonderwerkstoffe – von 0,5 bis 20 mm ist fast alles möglich. Wir fertigen von der kleinen Beilagscheibe bis hin zur 10 Meter langen Schweißbaugruppe mit mehreren Tonnen Gewicht“, erklärt Sturm-Fertigungsleiter Alexander Luft.

Bearbeitungsverfahren wie Laserschneiden, Stanzen, Umformen, Schweißen, Schleifen sowie diverse Oberflächenbehandlungen bis hin zur Fertigung und Montage kompletter Baugruppen sind dabei für Sturm alltäglich. „Der Kunde kommt mit seiner Zeichnung und erhält von uns das fertige Produkt – vom einfachen Laserzuschnitt bis hin zur komplexen Baugruppe, und das von Losgröße 1 bis zur Serienfertigung“, fasst Alexander Luft zusammen. Modernste Bearbeitungsmaschinen stehen dafür auf ca. 11.000 m2 Produktionsfläche im bayerischen Salching bereit.

Automatisierte Qualitätskontrolle von Blechteilen

Zu den Kunden des Lohnfertigers zählen namhafte Automobilhersteller wie BMW, VW/Audi, Renault und Land Rover sowie Anlagenbauer wie z.B. Buderus und Siemens. Dies setzt eine hundertprozentige Qualitätssicherung bei zunehmend lückenloser Teilerückverfolgbarkeit voraus, was bei Tausenden von Werkstücken pro Jahr fast zwangsläufig eine automatisierte Lösung erfordert.

Dazu entwickelte die hausinterne Bildverarbeitungsabteilung von Sturm mit Sitz in München eine Anlage zur Qualitätsprüfung. Die „IQS Parts Metrology“ vermisst fertige Blechteile auf 200 µm genau, indem sie mittels einer ausgeklügelten Bildverarbeitungsapplikation die aufgenommenen Bilder der Bauteile mit der jeweils zugehörigen CAD-Zeichnung vergleicht.

Produktivitätssteigerung durch Bildverarbeitung

Über ein Förderband durchläuft ein Teil nach dem anderen die optische Inspektionseinrichtung. Am Ende des Bandes erhält der Bediener am Monitor ein Abbild des aufgenommenen Werkstücks samt farbig gekennzeichneten Abweichungen zur CAD-Zeichnung visualisiert. Werden die Toleranzen aller Konturen eingehalten, so wird dies über eine grüne Markierung angezeigt und automatisch ein Label zum Aufkleben auf das geprüfte Teil ausgedruckt. Andernfalls wird das Teil ausgeschleust. Die Zeitdauer pro Durchlauf liegt vom Auflegen bis zur Entnahme bei rund 25 Sekunden. „So schnell könnten wir keinesfalls per Hand messen“, bestätigt Alexander Luft den Produktivitätsgewinn.

Das Inspektionssystem ist eine komplette Eigenentwicklung der Bildverarbeitungsabteilung von Sturm. In rund zehn Monaten wurde die Anlage speziell auf die Anforderungen der Blechbearbeitung zugeschnitten. Dabei spielte bei der Wahl der eingesetzten Bildverarbeitungskomponenten die Expertise von Stemmer Imaging eine entscheidende Rolle.

„Herzstück der Bildverarbeitungslösung sind acht 18-kHz-Zeilenkameras vom Typ Spyder3 von Teledyne Dalsa mit jeweils 4k Auflösung, die in Linie aneinanderreiht sind“, erläutert Dr. Wolfgang Ullrich, Leiter der Business Unit Vision Technologies von Sturm. „Wir verwenden allerdings jeweils nur die mittleren 2k Auflösung jeder Kamera, rechnen diese zusammen und erhalten so eine Linie mit 16k, beziehungsweise letztendlich eine optische Auflösung von 110 µm/Pixel. Dadurch ersparen wir uns telezentrische Objektive“.

Die verwendeten Kameras kommunizieren über die Schnittstelle GigE-Vision, beleuchtet wird mit einem Modul auf Basis moderner LED-Technik, das von Sturm speziell für diese Anlage entwickelt wurde. Die Kamerahalterungen sind höhenverstellbar, um die Fokussierung auf die jeweilige Blechdicke automatisch anpassen zu können. Damit wird sichergestellt, dass ein Pixel der Bildaufnahme jeweils genau 110 µm des Teiles abdeckt.

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