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.



  • Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

    Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

    Das Incident Response Team (IRT) von Varonis Systems beobachtet seit November 2020 verstärkte Angriffe von Darkside, Inc. auf Unternehmen in Nordamerika und Europa.

    mehr lesen: Verstärkte Angriffe der Ransomware-Gruppe

  • Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

    Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

    Welchen Stellenwert IT-Outsourcing für deutsche Unternehmen haben kann, zeigt ein Whitepaper von IDC und Comarch. Darin geht man der Fragestellung nach, wie verbreitet Onshoring und Offshoring sind. Demnach lagert jede…

    mehr lesen: Jedes Dritte Unternehmen setzt auf Outsourcing im eigenen Land

  • Trumpf übernimmt Lantek

    Trumpf übernimmt Lantek

    Mit der Übernahme von Lantek erweitert Trumpf sein Softwareportfolio. Das spanische Unternehmen entwickelt Software für die Blech- und Metallbearbeitung.

    mehr lesen: Trumpf übernimmt Lantek

  • Kriterien für das Reifegradmodell wählen

    Kriterien für das Reifegradmodell wählen

    Auf dem Weg zur ‚Industrie 4.0‘ entwickeln Unternehmen die Fähigkeiten, in Echtzeit datenbasierte Entscheidungen innerhalb von Wertschöpfungsnetzwerken zu treffen und agil auf Marktveränderungen zu reagieren. Bei diesem Weg unterstützt die…

    mehr lesen: Kriterien für das Reifegradmodell wählen

  • 42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

    42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

    Mit dem ‚Startup-Radar‘ gibt der VDMA einen Einblick in die KI-Startup-Szene für den Maschinenbau. Demnach entstehen 42 Prozent der relevanten Startups in Europa.

    mehr lesen: 42 Prozent der maschinenbaurelevanten Startups kommen aus Europa

  • Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

    Siemens Smart Infrastructure erweitert sein Angebot aus Dienstleistungen, Assets und Services für Sicherheitsanforderungen im Gebäudebetrieb. Das Komplettpaket Security as a Service (SecaaS) umfasst die Bereiche Gefahrenleitsysteme, Zutrittskontrolle, Einbruchmeldeanlagen und Videoüberwachungssysteme…

    mehr lesen: Security as a Service für den sicheren Gebäudebetrieb

  • MPDV stellt neue MES-Generation vor

    MPDV stellt neue MES-Generation vor

    Hydra X plattformoptimiert und interoperabel MPDV stellt neue MES-Generation vor Softwarehersteller MPDV läutet den Generationswechsel seiner MES-Lösung Hydra ein. Hydra X wird ab dem 1. April als modulare Software auf…

    mehr lesen: MPDV stellt neue MES-Generation vor

  • Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

    Das Schwestermagazin Industrial Communication Journal bekommt tatkräftige Unterstützung.

    mehr lesen: Ohne die richtigen Informationen funktioniert’s nicht

  • Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

    Gaia-X startet mit einem Förderwettbewerb in die Anwendungsphase. Interessierte können sich dafür noch bis zum 7. Mai bewerben.

    mehr lesen: Bund fördert Gaia-X-Leuchtturmprojekte

  • Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

    Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

    Am 20. und 21. April findet das 16. Anwenderforum ‘Einsatz mobiler Lösungen‘ statt. In diesem Jahr als reine Online-Veranstaltung.

    mehr lesen: Neue Lösungen in Instandhaltung und Service

  • Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

    Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

    Die Prozessindustrie stellt spezifische Anforderungen an die Sicherheit ihrer Anlagen. Wesentliche Elemente sind dabei die PLT-Sicherheitseinrichtungen.

    mehr lesen: Sichere Anlagen in der Prozessindustrie

  • Talend wird von Thoma Bravo übernommen

    Talend wird von Thoma Bravo übernommen

    Für 2,4Mrd.US$ will das Private Equity Unternehmen Thoma Bravo den Cloud-Integrator Talend übernehmen. Das Board of Directors von Talend hat der Absichtserklärung zugestimmt.

    mehr lesen: Talend wird von Thoma Bravo übernommen