Inline-Qualitätsprüfung mit integrierter 2D- und 3D-Vision

3D-Bildverarbeitung stellt Raumdaten für das Handling, die Positionierung und die Montage per Roboter bereit. Beim Einbau von Windschutzscheiben ermitteln Sensoren die Lage und Ausrichtung der Fahrzeugöffnung.
3D-Bildverarbeitung stellt Raumdaten für das Handling, die Positionierung und die Montage per Roboter bereit. Beim Einbau von Windschutzscheiben ermitteln Sensoren die Lage und Ausrichtung der Fahrzeugöffnung. – Bild: LMI Technologies GmbH

Für OEMs und Tier-1-Zulieferer besteht die Herausforderung darin, den Durchsatz hoch zu halten, während sie die Abdeckung der Prüfung steigern und Ausschuss, Nacharbeit sowie Gewährleistungsrisiken reduzieren. Klassische Offline-Prüfungen, manuelle Messungen und stichprobenartige Kontrollen bleiben wichtig, bieten aber keine lückenlose Sicht auf jedes gefertigte Bauteil. Wenn die Fertigung automatisierter wird, muss die Prüfung Schritt halten. Sie muss inline, berührungslos und schnell genug arbeiten, um verwertbare Daten im Produktionstakt zu liefern. Das fördert den Einsatz intelligenter 2D- und 3D-Vision-Systeme, die Messdaten direkt an der Edge erfassen, verarbeiten und auswerten.

Kombination von 2D-Kontrast und 3D-Geometrie

2D- und 3D-Bildverarbeitung liefern ergänzende Daten. 2D-Systeme analysieren Kontrast, Farbe, Markierungen, Schriftzeichen, Barcodes, Oberflächenbild und das Vorhandensein von Komponenten. Die 3D-Messtechnik erfasst Höhe, Form, Ausrichtung, Volumen, Topologie und geometrische Maße. In der Automobilinspektion werden zunehmend beide Verfahren benötigt. Bei der Batteriemontage kann die Maßprüfung einer Schweißnaht oder Kleberaupe neben der Identifikation und Oberflächenprüfung erforderlich sein. Bei der Karosseriemontage können Spalt- und Bündigkeitsmessungen mit der Merkmalserkennung kombiniert werden, während Robotersysteme für die Steuerung und Überprüfung auf genaue räumliche Daten angewiesen sind. Bisher benötigten Betriebe dafür separate Kameras, 3D-Sensoren, Industrie-PCs, Software und komplexe Integrationen. Neue Vision-Architekturen verlagern Erfassung, Verarbeitung, Messung und Entscheidung an die Edge. Das reduziert externe Rechner und ermöglicht eine direkte Kommunikation mit SPS, Robotern und Produktionsnetzwerken.

Anwendungen von Antriebsstrang bis Batteriezelle

Ein möglicher Einsatzbereich der Technik ist die Herstellung von Antriebssträngen. Diese verlangt eine wiederholbare Kontrolle von Getrieben, Gehäusen, Ventilen, Dichtflächen und anderen Komponenten. Bei der RTV-Dichtungsprüfung erfassen 3D-Laserprofilsensoren laufend Position, Breite, Höhe, Volumen sowie die Kontinuität der Raupe. Fehlendes Material, abweichende Raupenmaße und lokale Fehlstellen lassen sich vor nachfolgenden Montageschritten identifizieren. Auch die Batterieherstellung erweitert den Einsatz automatisierter Messtechnik in immer mehr Bereichen. Die Anwendungen reichen von der Ausrichtung von Elektroden und Bauteilen über Zellmaße, Schweißgeometrie und Steckerpositionierung bis hin zur Dosierung von Kleb- und Dichtmitteln, der Vermessung von Gehäusen und der Oberflächenprüfung.

Der Weg zur skalierbaren Vision-Architektur

Diverse Anwendungen im Automobilbau benötigen spezifische Sensortechnologien. 2D-Smartkameras werden für OCR, Barcode-Lesen, Oberflächeninspektion, Merkmalserkennung und KI-Fehlererkennung eingesetzt. Laser-Profilsensoren ermöglichen hochauflösende 3D-Messungen von Spalt und Versatz, Kleberaupen, Schweißnähten und Geometrie. Snapshot-Sensoren erfassen 3D-Flächen für Robotersteuerung, Montageverifikation und großflächige Messaufgaben. LMI Technologies bietet für diese Aufgaben die Gocator-Smart-Sensor-Familie und der GoPxL-Softwareplattform zur Qualitätsprüfung. Die 2D-Smartkameras der Produktfamilie verbinden industrielle Bildverarbeitung mit integrierter Rechenleistung für traditionelle sowie KI-basierte Inspektionen. Dazu zählen OCR, Barcodes lesen, Merkmalsmessung, Anwesenheitsprüfung und Defekterkennung. Die 3D-Laserprofilsensoren erzeugen präzise Oberflächenprofile für die Längen- und Geometriemessung von Fahrzeugteilen, Baugruppen, Klebstoffen, Schweißnähten sowie Oberflächenstrukturen. Die 3D-Snapshot-Sensoren erfassen 3D-Bereiche, ohne dass eine Bewegung entlang einer Laserlinie erforderlich ist. Sie bieten die Voraussetzungen für Roboterführung, Positionierung, Montageprüfung und große Messfelder.

Neue Sensorik übernimmt zahlreiche Klassifizierungsaufgaben in der Automobilindustrie.
Neue Sensorik übernimmt zahlreiche Klassifizierungsaufgaben in der Automobilindustrie. – Bild: LMI Technologies GmbH

Radausrichtung mit nur einem Sensor

Die neue Gocator-7500-Serie bringt 3D-Snapshot-Sensorik in großflächige Prüfaufgaben der Fahrzeugfertigung. Die Verknüpfung aus Stereo-Vision, strukturierter LED-Beleuchtung und interner GoPxL-Datenverarbeitung kann Anwendungen vereinfachen, die früher viele vernetzte Profilsensoren erforderten. Die Radausrichtung ist dafür ein Paradebeispiel: Herkömmlich braucht man zwölf synchronisierte Laserprofilsensoren, also drei je Rad. Dieselbe Aufgabe lösen jetzt vier 7500-Sensoren, einer pro Rad. Das verringert Hardware, Verkabelung, Netzwerk, Kalibrieraufwand, Integration und Wartung bei vollständiger 3D-Abdeckung. Für alle Technologien dient GoPxL als Umgebung zur Sensorkonfiguration, Datenverarbeitung, Prüflogik, Visualisierung und Anbindung an Produktionssysteme. Die Software unterstützt bei der Skalierung der Inspektion über Stationen, Abläufe und Produktionslinien hinweg.

Von der Inspektion zur Prozesssteuerung

Der Nutzen von Inline-Bildverarbeitung geht weit über das Ersetzen manueller Prüfungen hinaus. Erfasst man Messwerte direkt in der Fertigung, lassen sich Abweichungen früher erkennen. Fehlerhafte Bauteile werden aussortiert, bevor weitere Wertschöpfung erfolgt. Zudem zeigen Messwerttrends Veränderungen bei Werkzeugen, Dosierung, Schweißen, Positionierung und weiteren vorgelagerten Prozessen auf. Edge-Verarbeitung reduziert zudem den Infrastrukturaufwand. Die Abhängigkeit von separaten Industrie-PCs, Betriebssystemen, Treibern und weiterer Hardware sinkt. Für globale Automobilhersteller lässt sich die Prüfarchitektur dadurch leichter auf verschiedene Maschinen, Linien und Werke übertragen. Die Messumgebung bleibt dabei stets einheitlich.



  • Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

    Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

    Gegen den allgemeinen Trend hat die Kurzarbeit in der Industrie wieder zugenommen. Grund dafür sind die aktuellen Lieferengpässe bei den Vorprodukten.

    mehr lesen: Wieder mehr Kurzarbeit in der Industrie

  • SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

    SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

    Nachdem die Corona-Ampel in Bayern auf rot gesprungen ist, gilt für Veranstaltungen nun die 2G-Regel. Somit findet auch die SPS Ende November unter 2G-Bedingungen statt.

    mehr lesen: SPS findet als 2G-Veranstaltung statt

  • Palo Alto Networks und Siemens kooperieren

    Palo Alto Networks und Siemens kooperieren

    Palo Alto Networks hat Details zu einer Kooperation mit Siemens bekanntgegeben. Ziel der Zusammenarbeit ist es, Lösungen zur Absicherung unternehmenskritischer Netzwerken bereitzustellen, um die Risiken durch Cyberangriffe zu verringern.

    mehr lesen: Palo Alto Networks und Siemens kooperieren

  • Virtueller Browser schützt KRITIS vor Gefahren

    Virtueller Browser schützt KRITIS vor Gefahren

    35 Prozent aller Unternehmen, die zu den Kritischen Infrastrukturen (KRITIS) zählen, sind in den vergangenen zwölf Monaten Opfer eines Angriffs aus dem Internet geworden – mit zum Teil gravierenden Folgen…

    mehr lesen: Virtueller Browser schützt KRITIS vor Gefahren

  • Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe

    Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe

    Kaspersky-Forscher haben bei Lazarus verstärkte Angriffsfähigkeiten auf Lieferketten identifiziert. Des Weiteren setzt die Advanced-Persistent-Threat(APT)-Gruppe nun das plattformübergreifende MATA-Framework für Cyberspionage-Ziele ein.

    mehr lesen: Lazarus entwickelt Fähigkeiten für Supply-Chain-Angriffe

  • Quantenkommunikation über große Distanzen ermöglichen

    Quantenkommunikation über große Distanzen ermöglichen

    Die Digitalisierung schreitet voran, gleichzeitig braucht der wachsende Austausch sensibler Daten mehr Sicherheit. Ein Kommunikationsnetz, das auf den Gesetzen der Quantenphysik beruht, ist wegen der physikalisch garantierten Abhörsicherheit ein wichtiger…

    mehr lesen: Quantenkommunikation über große Distanzen ermöglichen

  • Höhere Standards für IoT Security ab 2024

    Höhere Standards für IoT Security ab 2024

    Das Internet der Dinge stellt eines der größten Risiken in der Informationstechnologie dar. Die EU-Kommission erhöht mit neuen Sicherheitsanforderungen deutlich den Druck auf Hersteller, Integratoren und Händler von IoT Geräten…

    mehr lesen: Höhere Standards für IoT Security ab 2024

  • Kaum wirksamer Schutz vor Cyberangriffen

    Kaum wirksamer Schutz vor Cyberangriffen

    55 Prozent der großen Unternehmen sind nicht in der Lage, Cyberangriffe schnell zu identifizieren, wirksam zu bekämpfen oder deren Auswirkungen schnell zu begrenzen. Dies geht einer Befragung der Unternehmensberatung Accenture…

    mehr lesen: Kaum wirksamer Schutz vor Cyberangriffen

  • VDMA und BKA vertiefen Zusammenarbeit

    VDMA und BKA vertiefen Zusammenarbeit

    Gemeinsam gegen Cybercrime VDMA und BKA vertiefen Zusammenarbeit Das Bundeskriminalamt (BKA) und der VDMA haben eine vertiefte Zusammenarbeit vereinbart. Durch gegenseitigen Erfahrungs- und Informationsaustausch soll erreicht werden, dass Cybercrime in…

    mehr lesen: VDMA und BKA vertiefen Zusammenarbeit

  • Industrial Transformation auf der Hannover Messe 2022

    Industrial Transformation auf der Hannover Messe 2022

    Digitalisierung und Nachhaltigkeit sind die Schwerpunktthemen der Hannover Messe 2022. Damit will die Industriemesse Impulse für mehr Klimaschutz in Wirtschaft und Industrie setzen. Die Hannover Messe wird im April 2022…

    mehr lesen: Industrial Transformation auf der Hannover Messe 2022

  • Siemens und Merck kooperieren

    Siemens und Merck kooperieren

    Im Rahmen einer Partnerschaft wollen Siemens und Merck Vertrauen in Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) in industriellen Wertschöpfungsketten fördern.

    mehr lesen: Siemens und Merck kooperieren

  • Bitkom-Präsident Berg im Amt bestätigt

    Bitkom-Präsident Berg im Amt bestätigt

    Bitkom-Präsident Achim Berg wurde für weitere zwei Jahre im Amt bestätigt. Zudem wurde Sabine Bendiek (SAP) zur neuen Vizepräsidentin ernannt.

    mehr lesen: Bitkom-Präsident Berg im Amt bestätigt