Automatic Spring Products Corp. (ASPC) ist ein Hersteller von maßgeschneiderten Druck-, Zug- und Torsionsfedern, Drahtformen, Feder- und Ausgleichsscheiben sowie entsprechenden Baugruppen. Das Unternehmen produziert mit seinen vierzügigen Maschinen wöchentlich etwa 30.000 Klammern, die in automobilen Kraftstoffeinspritzsystemen verwendet werden. Zur Erleichterung und Automatisierung der Klammer-Inspektion wandte sich ASPC an den Teledyne Dalsa-Systemintegrator IP Automation Inc.

Aufwändige Inspektion
Die Inspektion der Klammern mithilfe des vorhandenen manuellen Systems benötigte viel Zeit und Aufwand und war dadurch sehr kostenintensiv. Jede Klammer wurde von Arbeitern mithilfe von drei Messgeräten manuell geprüft, wobei jedes Gerät zwei unterschiedliche Messungen durchführte. Anstatt quantifizierbare Werte zu liefern, boten die Messgeräte allerdings nur ein „Gut-oder-schlecht“-Ergebnis.
„Mit unserem vorhandenen manuellen Inspektionsprozess konnten wir nur sehen, ob eine Klammer ‚gut‘ oder ‚schlecht‘ war. Wir konnten nicht herausfinden, wie genau die Messungen jeder Klammer waren und wo genau jede Klammer innerhalb des Toleranzbereichs von 0,1 mm lag. Am wichtigsten war jedoch, dass wir keine statistischen Daten erfassen konnten, die wir zur Bewertung unserer Prozessfähigkeiten nutzen konnten“, erklärt Beth Roberts, Elektroingenieurin bei ASPC. „ASPC konzentriert sich auf die Herstellung hochwertiger, kundenspezifischer Produkte. Obwohl wir wussten, dass unsere Kunden mit den bisher gelieferten Klammern zufrieden waren, wollten wir in einen automatisierten Inspektionsprozess investieren, der uns bei der Sicherstellung einer noch besseren Genauigkeit und höheren Qualität helfen sollte. Wir hatte bereits zuvor mit IP Automation gearbeitet und wussten, dass sie uns bei dieser neuen Automatisierungsherausforderung helfen konnten.“

Schnellere, genauere Inspektion
IP Automation Inc. prüfte die Anforderungen von ASPC und konnte aus der Erfahrung heraus sofort entscheiden, dass ein Bildverarbeitungssystem von Teledyne Dalsa für diese Anwendung am besten geeignet wäre. „Das Technikerteam bei ASPC leistete hervorragende Arbeit, aber eines unserer wichtigsten Ziele bei der Implementierung eines automatisierten Inspektionssystems war es, wesentlichen Zeiteinsparungen für ASPC zu erzielen. Das von uns gewählte Bildverarbeitungssystem musste einfach zu bedienen sein, egal ob der Anwender ein Problem beheben musste oder das System aufgrund neuer Kundenanforderungen geändert werden musste“, erklärt Tom Christofilis, Präsident von IP Automation. „Die Teledyne Dalsa-Lösung bietet einfache Bedienung und Flexibilität -  der Bediener kann das System einfach und mit minimaler Schulung schnell einrichten und bereitstellen. Des Weiteren ist die Teledyne DALSA-Lösung kosteneffektiv und bietet Funktionen, mit denen sich die Prozesskosten optimieren lassen.“

Die richtige Ansicht
IP Automation und ASPC arbeiteten zusammen, um ein Inspektionssystem zu entwerfen, das zwei Teledyne DALSA BOA Smart-Kameras mit eingebetteter iNspect-Software beinhaltet. Zu Beginn der Inspektion lädt ein Bediener etwa 70 Klammern auf eine Schiene. Während sich diese Klammern auf der Schiene entlang bewegen, werden sie von einem Greifer aufgenommen, der sie auf einer Plattform vor zwei BOA-Kameras ablegt: Die erste Kamera erfasst die Seitenansicht der Klammer und die zweite Kamera erfasst ein Bild der Klammer von oben. Das Bildverarbeitungssystem bewertet die Abmessungen jeder Klammer, und falls die Klammer die voreingestellte Anforderung erfüllt, wird sie gesichert. Klammern, welche die Spezifikationen nicht erfüllen, werden als Ausschuss entsorgt.
Die Abmessungen aus dem Bildverarbeitungssystem werden über eine Schnittstelle ausgegeben und protokolliert. Qualitätstechniker können die Daten analysieren, um die Standardabweichung der Messung zu bestimmen und Qualitätsprotokolle für eine spätere Verwendung zu erstellen. „Es werden Daten über jede Klammer aufgezeichnet, die wir zur Verbesserung unserer Prozesse nutzen können. Während des Inspektionsprozesses werden die Daten außerdem an den Bediener der Maschine zurückgegeben, der zu diesem Zeitpunkt die Klammern herstellt. So erfährt er den aktuellen Status jeder Charge und kann bei Bedarf Anpassungen vornehmen“, erklärt Beth Roberts. „Die Tatsache, dass uns das Teledyne DALSA-Bildverarbeitungssystem mit Daten versorgt, die wir für spontane Veränderungen unseres Prozesses benötigen, ist besonders hilfreich. Unsere Klammern bestehen aus Edelstahl, das von Charge zu Charge unterschiedlich sein kann und schwer zu formen ist. Dank dieses neuen Inspektionsprozesses können wir unseren Bedienern statistische Abmessungsdaten über die Abweichung jeder Klammer liefern. Sie können bei Bedarf schnell Änderungen vornehmen, um sicherzustellen, dass die hergestellten Klammern die Kundenspezifikationen erfüllen.“
Teledyne DALSA zeichnet sich für den Entwurf und die Bereitstellung des automatisierten Inspektionsprozesses verantwortlich.  Der neue Prozess ist so simpel, dass Christofilis die ASPC-Anwender in nur wenigen Stunden für den richtigen Einsatz des Systems anlernen konnte. „Die Bedienoberfläche ist so einfach zu verwenden, dass die Bediener kein tiefer gehendes technisches Wissen benötigen. Ein Bediener muss beispielsweise keinen Code schreiben können“, erklärt er. „Für bereits ausgebildete Bediener ist es außerdem sehr einfach, neue Anwender zu schulen, damit ASPC in Zukunft nur wenig zusätzlichen technischen Support benötigt.“

Höhere Produktivität, niedrigere Arbeitskosten
Nach nur neun Monaten seit der Implementierung des Bildverarbeitungssystems von Teledyne Dalsa erkennt ASPC bereits die Vorteile der Lösung und verzeichnet gute Ergebnisse. „Aus betrieblicher Sicht haben wir die Produktivitätsraten insgesamt erhöht und sehen große Arbeits- und Zeitersparnisse. Wir können etwa 30 Klammern pro Minute überprüfen. Das ist eine Rate, die durch manuelle Abmessungsüberprüfungen unmöglich war. Tatsächlich ist der zeitaufwändigste Teil des Prozesses die Zeit, die der Bediener benötigt, um die Klammern auf der Schiene zu platzieren, auf welcher sie vor die Kamera bewegt werden. Außerdem benötigen wir nur noch einen Bediener anstelle von mehreren Inspekteuren, was eine enorme Einsparung der Arbeitskraft darstellt“, sagt Beth Roberts. „Der größte Vorteil des Systems ist aus unserer Sicht jedoch, dass wir die Genauigkeit der an unsere Kunden ausgelieferten Klammern sicherstellen können.“