Kleinteile-Konturenprüfung mit intelligenten Vision-Sensoren Eingelernte Gutteile - KEM

Kleinteile-Konturenprüfung mit intelligenten Vision-Sensoren

Eingelernte Gutteile

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Eine zuverlässige optische Prüfung war bisher nur mit Bildverarbeitungssystemen möglich, deren Programmierung und Inbetriebnahme spezielle Kenntnisse und Erfahrung benötigt. Neue intelligente Vision-Sensoren übernehmen komplexe Bildverarbeitungsaufgaben. Sie können von SPS-Projekteuren in der Elektrokonstruk-tion beim Maschinenbauer selbst projektiert werden. Eine Programmierung entfällt. Die Gutteile werden „trainiert“.

Die heutigen Bildverarbeitungssysteme sind intelligente Kameras oder PC-basierte Systeme, bei denen das Prüfprogramm entweder in Hochsprache programmiert oder aus vorgefertigten Bibliothekselementen projektiert wird. Diese Systeme erfordern spezielle Kenntnisse für die richtige Auswahl der benötigten Beleuchtung und Optik, die korrekte Anordnung in bzw. an der Maschine und die Wahl der geeigneten Prüfalgorithmen. Maschinenbauer be-nötigen dem gegenüber für eine hundertprozentige Qualitätskontrolle preisgünstige optische Prüfeinrichtungen, die mit eigenem Personal projektiert und in Betrieb genommen werden können.

Formprüfung für Kleinteile
Intelligente Vision-Sensoren sind ein neuer Typ von Bildverarbeitungsgeräten, die so einfach zu handhaben sind wie Binärsensoren. Sie werden nicht programmiert, sondern lernen ihre Aufgabe selbständig, indem man ihnen Gut-Teile vorzeigt. Der Vi-sion-Sensor Simatic VS 110, erstes Produkt einer neuen intelligenten Sensorfamilie von Siemens, prüft Kleinteile an Hand ihrer Umrisse im Durchlichtverfahren.
Er eignet sich für:
– Fördertechnische Anwendungen zur Prüfung von Kleinteilen hinsichtlich korrektem Typ, korrekter Zuführlage und Beschädigung
– Die Sicherstellung der korrekten Zuführung der Kleinteile für Montageautomaten
– Die Fehlervermeidung durch 100%-Kontrolle der zugeführten sowie der fertigen Produkte
– Die Nachrüstung bestehender Maschinen zwecks 100%-Prüfung
Objekte (Gut- und Schlecht-Teile), die mit Simatic VS 110 geprüft bzw. als fehlerhaft erkannt werden sollen, müssen sich in der äußeren Form unterscheiden, beispielsweise als Schrauben mit unterschiedlicher Länge, unterschiedlicher Schaftform oder unterschiedlichem Durchmesser. Die eingesetzten Fördertechniken können Schwingförderer, Transportbänder, Werkstückträger-Transportsysteme oder Greifereinheiten sein. Gegenüber mechanischen Systemen haben Vision-Sensoren den Vorteil der höheren Flexibilität und von kürzeren Umrüstzeiten bei Typwechsel.
Komplett-Set mit SPS
Das Komplettpaket Simatic VS 110 besteht aus Sensorkopf (Kamera) mit fest eingestellter Optik, Infrarot-Beleuchtung, Auswertegerät mit Bedientasten und Display, allen benötigten Kabeln sowie einer verständlichen Dokumentation für Montage und Inbetriebnahme.
Für das zuverlässige Formprüfen von Objekten in der Förderungsautomatisierung und in Sondermaschinen gibt es das Micro Automation Set, bestehend aus Simatic VS 110 für die Bildverarbeitung, Micro-SPS Simatic S7-200 mit Stromversorgung und Programmiersprache Step 7 Micro/Win, Touch Panel Simatic TP 170A, Visualisierungssoftware Protool/Lite sowie allen benötigten Kabeln. Dieses Set kann komplett, aber auch in applikationsspezifischen Komponenten bezogen werden.
Montieren und Justieren
Sensorkopf und Infrarot-Blitzleuchte werden einander gegenüberliegend montiert, dazwischen befindet sich das Fördermedium. Kleine Abmessungen, vielfältige Befestigungsmöglichkeiten und steckbare, schleppfähige Kabel erleichtern den Anbau am jeweiligen Fördermedium bzw. der jeweiligen Maschine. Das für schaltschranklosen Betrieb ausgelegte Auswertegerät kann abgesetzt vom Fördermedium installiert und über einen nur für das Justieren genutzten PC feinjustiert (muss aber nicht) werden. Die mitgelieferte Einrichtsoftware zeigt am PC das vom Sensorkopf aufgenommene Live-Bild an. Über dieses können störende Effekte wie Spiegelungen genau erkannt und durch leichte Veränderung der Position von Sensorkopf oder Beleuchtung schnell behoben werden.
Zum Einlernen, dem sogenannten Training, werden ein oder mehrere Gut-Teile am Sensorkopf vorbeigefördert. Der Anwender muss dazu nur wenige Bedienungen direkt am Auswertegerät durchführen. Meist hat Simatic VS 110 seine Prüfaufgabe innerhalb weniger Minuten gelernt. Er ermittelt auch selbständig einen Qualitätsschwellwert, den er dem Inbetriebsetzer als Vorschlag am Display des Auswertegerätes anzeigt. Dieser Schwellwert bildet die Grenze, ob ein Teil als gut oder schlecht (z. B. beschädigt) erkannt wird. Simatic VS 110 kann die Daten für bis zu 15 verschiedene Teiletypen remanent speichern. Das Umstellen auf einen anderen Teiletyp erfolgt innerhalb weniger Sekunden über die Tasten am Auswertegerät oder „remote“ von einer Steuerung aus.
Robuste Bildverarbeitung
Simatic VS 110 vergleicht das aktuelle Teil im Blickfeld mit dem eingelernten Gut-Teil und analysiert, ob es
– sich bei dem aktuellen Objekt um den richtigen Typ handelt
– lagerichtig zugeführt wird (zwei Lagen definierbar)
– unbeschädigt bzw. korrekt bearbeitet ist
Das zu prüfende Objekt wird im Durchlicht aufgenommen, d. h. die Kamera „sieht“ das Schattenbild (den Umriss) des Objektes. Das Prüfergebnis wird an den Digitalausgängen des Auswertegerätes als eines der folgenden drei Signale bereitgestellt:
Gutes Teil in Ansicht A
Gutes Teil in Ansicht B
Falsches/defektes Teil oder Teil in der falschen Lage
Der Vision-Sensor meldet keinen unerwünschten „Pseudo-Ausschuss“. Wechselndes Tageslicht hat keinen Einfluss auf die Messung.
Stand-alone oder ferngesteuert
Simatic VS 110 kann Pneumatikzylinder, Magnete oder Blasdüsen zum Ausschleusen der unerwünschten Teile direkt ansteuern. Das zeitliche Verhalten der drei Qualitätsausgänge ist hinsichtlich Impulsdauer und Abstand zum Sensorkopf einstellbar. Ein falsch liegendes oder fehlerhaftes Teil ist immer an der richtigen Stelle manipulierbar. Das ermöglicht Stand-alone-Lösungen ohne zusätzliche Steuerung für einfache Fördereinheiten sowie risikoloses Nachrüsten ohne Eingriff in die Maschinensteuerung.
Sowohl das Umstellen auf einen anderen, bereits gespeicherten Teiletyp, als auch das Training von ganz neuen Teilen kann per Fernsteuerung durch eine separate SPS und bei laufendem Fertigungsbetrieb erfolgen.
Die SPS-Anbindung erfolgt über digitale Ein- und Ausgänge.
Ausführliche Informationen
Simatic VS 110
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