Mit Machine Vision zur flexiblen Serienfertigung

Viele Fertigungslinien bestehen aus einzelnen Stationen, die mittels Handling verknüpft sind. Transport und lagerichtige Übergabe der Werkstücke erfolgen oft mithilfe aufwendiger Vorrichtungen. Produktwechsel erfordern teils erheblichen Umrüstaufwand. Besser sind Lösungen mit kameragestützter Teileerkennung und Roboter, die selbst Schüttgut vereinzeln, greifen, vermessen und mit hoher Präzision ablegen können.

Die Herausforderung

Zu geringe Umrüstflexibilität mechanischer Handlingeinrichtungen

Der Kunde stellt Garten- und Astscheren her. Die hochproduktiven Anlagen sind aus Kostengründen durchgängig automatisiert. Die bisherigen mechanischen Handlingsysteme zwischen den Stationen erfordern zum Produktwechsel jedoch einen erheblichen Umrüstaufwand und damit längere Stillstände. Zudem sinken die Losgrößen, weil immer mehr Varianten und Sonderserien herzustellen sind. Im Rahmen des Austauschs einer älteren Produktionsanlage wurde daher eine alternative Lösung für die als Schüttgut angelieferten Bauteile gesucht. Das neue System sollte bei gleicher Zuverlässigkeit mit geringstmöglichem Umrüstaufwand auskommen. Auch wurde für die Übergabe eine sehr hohe Positioniergenauigkeit verlangt.

Die Lösung

Roboter und Bilderkennung statt Mechanik

Das neue Konzept besteht aus lediglich drei Komponenten – Visionsystem, Roboter und Zuführsystem. Die unterschiedlichen Klingen werden als teils rohe, teils vorbearbeitete Stanzteile in Form von Schüttgut angeliefert. Sie werden portionsweise auf eine Förderplattform gerüttelt, wo sie chaotisch auf- und nebeneinander, teils sogar mit der Unterseite nach oben liegen. Das Abgreifen der Teile erfolgt mithilfe eines Scara-Roboters von Epson. Dessen Vakuumgreifer kann ohne Austausch für das gesamte Spektrum der zu handhabenden Teile eingesetzt werden. Die Teile-Erkennung mit der Softwareplattform VISIONexpert® dauert lediglich 0,2 s. Die Genauigkeit der Feinvermessung liegt bei 0,02 mm. Eine ausgeklügelte Sortierstrategie sorgt dafür, dass die taktzeitgerechte Versorgung der Produktion höchste Priorität hat. Weiterer wesentlicher Vorteil des Systems ist seine leichte Bedienbarkeit. In einem Lernmodus kann der Kunde die Erkennung beliebiger Teile auf einfache Weise selbst programmieren, indem er das System mit den entsprechenden Komponenten belegt. Der Zeitbedarf für einen Produktwechsel liegt bei wenigen Minuten.