Prozessintegrierte optische Qualitätskontrolle von Displays

Komplett gecheckt

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Die Qualitätskontrolle von Autoradios und Navigationssystemen verlangt nach einer flexiblen Bildverarbeitung. Schließlich wird ein kompletter Check der Gerätefront auf Fehlbestückung, Kratzer, Oberflächenunterschiede, korrekte Symbolik, Nachtbeleuchtung und fehlerfrei arbeitende Displays gefordert. Das vorgestellte Visionsystem löst diese Aufgaben präzise und sicher.

Der Autor Kamillo Weiß, Leinfelden-Echterdingen, erstellte den Beitrag im Auftrag von Cognex Germany, Karlsruhe

Die hoch rationalisierte Fertigung und ausgeprägte Qualitätskontrolle von Auto- und Navigationsradios erfordert bei VDO in Wetzlar eine komplexe und flexible Bildverarbeitung (BV). Weber Sys-temtechnik liefert als Generalunternehmer schlüsselfertige Anlagen der Mess- und Prüftechnik. Diese müssen in die gesamte Fertigungslinie integriert werden, einschließlich aller Steuerungs-Kommunikationsschnittstellen.
Das Vision-System Displayinspect von Cognex konnte die komplexen Aufgaben präzise mit hoher Funktionssicherheit lösen und alle Anforderungen nach Flexibilität sowie Leistungsstärke erfüllen.
Gratwanderung der Qualitätskontrolle
Zur schwierigen Situation bemerkt Dipl.-Ing. Burkhard Weber von der Geschäftsleitung: „Wir befinden uns in der Qualitätskontrolle auf einer Gratwanderung. Für morgen Produziertes sollen wir heute schon eine verlässliche Lösung liefern. Dabei sind die Unterlagen aus Zeitgründen noch unvollständig und meist folgen noch Detailänderungen.“
Der Kunde wünscht die Prozess integrierte komplette Qualitätskontrolle der Radios oder Navigationssysteme einschließlich Dokumentation – einerseits in der Funktionskontrolle wie dem Tes-ten der Tasten mittels Roboter. Andererseits fordert er den kompletten Check der Gerätefront auf Fehlbestückung, Kratzer, Oberflächenunterschiede, korrekte Symbolik, Nachtbeleuchtung und fehlerfrei arbeitende Displays.
Nationale Ansprüche in der Gestaltung der Autoradiobedienung bedingen beispielsweise eine Gerätevariante, bei der ein Symbol in Größe, Formgebung und Position Änderungen aufweist, oder es wird kurzfristig ein Display eines anderen Herstellers verwendet. Das BV-System muss dies problemlos, schnell und flexibel bewältigen.
Bei der Auswahl erwies sich Displayinspect als die beste Lösung. Das System deckt den ganzen Bereich der Qualitätskontrolle von Displays unterschiedlicher Technologien ab.
Die Algorithmen der Vision-Tools wurden speziell für die im Kasten dargestellten Aufgaben entwickelt und optimiert. Im Einzelnen sind das: Alignement Mark, Inspect Region, Pixelprobe, Rowcolumm, Light Meter, Distance, Segment, Mask, Colour Conformity, Colour Pixelprobe und White Balance Tool.
Das Thema Kalibrierung wird zunehmend wichtig. Es geht beispielsweise nicht nur um den visuellen Eindruck der gleichmäßigen Helligkeit eines Symbols. Ziel ist die exakte Reproduzierbarkeit des Helligkeitswertes. Hier sieht man bei Weber Systemtechnik mit dem Einsatz von Displayinspect eine günstige Voraussetzung, um auch derartige Anforderungen künftig besser zu erreichen. Durch die einfache Bedieneroberfläche und problemlose parametrische Programmierung kann der Anwender stets selbst Applikationen anpassen.
Flexibilität und Systemsicherheit
Zwei Fertigungslinien mit integrierten Test-, Mess- und Kontrollsystemen wurden bereits an VDO Wetzlar ausgeliefert. Die erste Anlage hatte eine Durchlaufzeit von nur einem halben Jahr von der Auftragsvergabe bis zur Installa-tion. In der zügigen Projektierung und Durchführung war die Unterstützung mit dem Vision-Know-how durch Cognex eine sehr positive Erfahrung. Die Fertigungsli-nien bewältigen sowohl sehr hohe Stückzahlen in kurzen Taktzeiten, als auch kleine Stückzahlen mit aufwändiger Kontrolle wechselnder Chargen und Typen. Der maximale Durchsatz beträgt im Dreischichtbetrieb 3300 Autora-dios am Tag, mit der kompletten Kontrolle pro Radio in 22 s.
In der zweiten Anlage erreicht man durch die Aufteilung des gesamten Kontrollbildfeldes auf acht simultan arbeitende Kameras eine sehr hohe Detailauflösung. Geprüft wird die komplette Radiofront mit Bedienknöpfen, Symbolen, Beleuchtung, Display und das Gehäuse. Die Kameras befinden sich auf einem Verschiebemechanismus, so dass eine sehr schnelle und hohe Flexibilität in der Kontrolle kleiner und größerer Radiotypen auf der gleichen Anlage bewältigt werden kann.
Dem Aspekt harter Wirtschaftlichkeit stehen die Fakten von Flexibilität und Systemzuverlässigkeit gegenüber. Weber Systemtechnik hat dem Kunden VDO Wetzlar nicht nur die Machbarkeit präsentiert, sondern ihn auch eingehend beraten. Die auf den ersten Blick teurere High-end-Lösung erweist sich inzwischen als großer Vorteil durch reaktionsschnelle Flexibilität und hohe Zuverlässigkeit. Die positiven Erfahrungen haben sich in weiteren Projekten niedergeschlagen. Eine dritte Mess-, Test- und Kontroll-Anlage wurde in Auftrag gegeben, eine weitere befindet sich im Stadium von Konzeption und Angebot.
Die Ergebnisse aus den laufenden Anlagen fasst Burkhard Weber zusammen: „Für uns ist Displayinspect ein Vision-System, das für diesen Anwendungsbereich über eine hohe Performance verfügt, Leistungsreserven bietet, und eine ausgeprägte Flexibilität sowie Sys-temsicherheit aufweist.“
Ausführliche Informationen
Displayinspect
Weber Systemtechnik
Displayinspect prüft…
– das richtige Arbeiten jedes einzelnen Pixels
– die Display-Ausrichtung zum Gehäuse
– die korrekte Farbe der LEDs
– die Symbole auf Vollständigkeit und Exaktheit
– die Leuchtdichte und Uniformität bei beleuchteten Symbolen
– die Position und Qualität von Tastenfeldern und Buttons
– auf Blasen oder Verschmutzungen im Displayglas
– die gleichmäßige Anzeige von Farben über das Display
– den korrekten Weißabgleich des Farbdisplays
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