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.



  • Anstieg der Konjunkturerwartungen im Januar

    Anstieg der Konjunkturerwartungen im Januar

    Im Januar sind die Konjunkturerwartungen im ZEW-Indikator gestiegen. Trotz des Lockdowns haben sich die Aussichten demnach verbessert. Dabei seien vor allem die Exporterwartungen gestiegen, sagt ZEW-Präsident Prof. Achim Wambach, Ph.D.

    mehr lesen: Anstieg der Konjunkturerwartungen im Januar

  • Produktion unter erschwerten Bedingungen

    Produktion unter erschwerten Bedingungen

    Elektronikfertigung während der Pandemie Produktion unter erschwerten Bedingungen Da man in der Produktion nicht so ohne weiteres auf Homeoffice setzen kann, müssen sich Fertiger Konzepte einfallen lassen, wie sie unter…

    mehr lesen: Produktion unter erschwerten Bedingungen

  • Facton wird Teil der FOG

    Facton wird Teil der FOG

    Die FOG Software Group will mit der Übernahme von Facton ihr Portfolio an Softwarelösungen für die intelligente Fertigung ausbauen.

    mehr lesen: Facton wird Teil der FOG

  • Eplan startet Partnernetzwerk

    Eplan startet Partnernetzwerk

    Eplan startet mit der Gründung eines neuen Partnernetzwerks in das neue Jahr. Durch den Austausch der Partner soll unter anderem die Integration unterschiedlicher Systeme vereinfacht werden.

    mehr lesen: Eplan startet Partnernetzwerk

  • Neuer Robotikverband gegründet

    Neuer Robotikverband gegründet

    Um den Robotereinsatz bei kleineren und mittleren Unternehmen zu fördern, wurde Ende des vergangenen Jahres der Deutsche Robotik Verband gegründet.

    mehr lesen: Neuer Robotikverband gegründet

  • Umsatzerwartungen erstmals in der Pandemie positiv

    Umsatzerwartungen erstmals in der Pandemie positiv

    Auf 2021 blicken die Entscheider in der Branche mit einer Mischung aus Zurückhaltung und leichtem Optimismus. Dies geht aus dem aktuellen Maschinenbau-Barometer von PwC hervor.

    mehr lesen: Umsatzerwartungen erstmals in der Pandemie positiv

  • SAS übernimmt Boemska

    SAS übernimmt Boemska

    SAS übernimmt den britischen Low-Code/No-Code-Spezialisten Boemska. Das Unternehmen ist bereits Technologiepartner von SAS.

    mehr lesen: SAS übernimmt Boemska

  • Die Produktion aufteilen

    Die Produktion aufteilen

    Die SmartFaxtory KL arbeitet an der Realisierung an einem Shared Production-Ansatz und bildet so die Grundlage für das europäische Infrastrukturprojekt GAIA-X.

    mehr lesen: Die Produktion aufteilen

  • Sichere SD-WAN-Appliances für OT-Umgebungen

    Sichere SD-WAN-Appliances für OT-Umgebungen

    Fortinet kündigt mit der FortiGate Rugged 60F und der FortiGate Rugged 60F mit integrierter LTE-Next-Generation-Firewall zertifizierte sichere SD-WAN-Appliances für den Einsatz in OT-Umgebungen an.

    mehr lesen: Sichere SD-WAN-Appliances für OT-Umgebungen

  • Inform erweitert Geschäftsführung

    Inform erweitert Geschäftsführung

    Zum Führungsteam beim Softwarehersteller Inform kommen im Januar vier neue Mitglieder hinzu. In diesem Zuge möchte das Unternehmen seinen Fokus auf die Themen Nachhaltigkeit, Innovation und Internationalisierung legen.

    mehr lesen: Inform erweitert Geschäftsführung

  • Branchenverbände hoffen 2021 auf Besserung

    Branchenverbände hoffen 2021 auf Besserung

    Zum Jahreswechsel befragt das Institut der deutschen Wirtschaft (IW) traditionell deutsche Verbände nach ihren wirtschaftlichen Erwartungen für das kommende Jahr. In diesem Jahr berichten darin die meisten Branchen von einschneidenden…

    mehr lesen: Branchenverbände hoffen 2021 auf Besserung

  • Nachhaltigkeit wird zum Trend

    Nachhaltigkeit wird zum Trend

    Nachhaltigkeit und stärkeres Umweltbewusstsein erfahren in der Fertigungsindustrie neue Aufmerksamkeit. Der Übergang von der Linearwirtschaft zu einer Kreislaufwirtschaft spielt dabei eine entscheidende Rolle. Colin Elkins, Vice President Manufacturing bei IFS,…

    mehr lesen: Nachhaltigkeit wird zum Trend