Stemmer Imaging - Kamerabasierte Blechteilkontrolle durch CAD-Daten-Abgleich

In dieser Anlage der Sturm-Gruppe werden Blechteile mit Hilfe von Bildverarbeitung mit ihren CAD-Daten verglichen. Bild: 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 Millimetern ist fast alles möglich. Wir fertigen von der kleinen Beilagscheibe bis hin zur zehn Meter langen Schweißbaugruppe mit mehreren Tonnen Gewicht“, erklärt Sturm-Fertigungsleiter Alexander Luft. Bearbeitungsverfahren wie Laserschneiden, Stanzen, Umformen, Schweißen, Schleifen sowie 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 - von Losgröße 1 bis zur Serienfertigung“, fasst Alexander Luft zusammen. Moderne Bearbeitungsmaschinen stehen dafür auf circa 11000 Quadratmeter Produktionsfläche im bayerischen Salching bereit.

Zu den Kunden des Lohnfertigers zählen namhafte Automobilhersteller wie BMW, VW/Audi, Renault und Land Rover sowie Anlagenbauer wie zum Beispiel 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 Mikrometer genau, indem sie mittels einer ausgeklügelten Bildverarbeitungsapplikation die aufgenommenen Bilder der Bauteile mit der jeweils zugehörigen CAD-Zeichnung vergleicht.

Produktivitätssteigerung durch Bildverarbeitung

Stemmer Imaging - Kamerabasierte Blechteilkontrolle
Acht Spyder3-Zeilenkameras von Teledyne Dalsa bilden das Herzstück der Anlage. Bild: Stemmer Imaging

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.

Dr. Wolfgang Ullrich, Leiter der Business Unit Vision Technologies von Sturm
Dr. Wolfgang Ullrich, Leiter der Business Unit Vision Technologies von Sturm: „Mitentscheidend für den Erfolg einer derart integrierten Lösung ist die optimale Hardware." Bild: Stemmer Imaging

„Herzstück der Bildverarbeitungslösung sind acht 18-Kilohertz-Zeilenkameras vom Typ Spyder 3 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-Auflösungen jeder Kamera, rechnen diese zusammen und erhalten so eine Linie mit 16k, beziehungsweise letztendlich eine optische Auflösung von 110 Mikrometer pro 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 Mikrometer des Teiles abdeckt.