Industrielle Code-Handlesegeräte müssen häufig auch in rauer Umgebung zuverlässig funktionieren. Beschädigte Gehäuse und mangelnde Wiederstandfähigkeit gegen widrige Bedingungen im Arbeitsumfeld sorgen bei der Anwendung jedoch oft für Probleme. Ein modernes DPM-Lesegerät mit einem Gehäuse aus leichtem Flugzeug-Aluminium nach Schutzart IP54 setzt diesem Ärgernis jetzt ein Ende.

Der weltweit tätige Konzern BorgWarner ist mit rund 30.000 Mitarbeitern und 74 Standorten in 19 Ländern vertreten. Im pfälzischen Kirchheimbolanden werden Turbolader für nahezu sämtliche Automobilhersteller gefertigt. Die hohe Typenvielfalt mit insgesamt mehreren tausend Bauteilen ist ein Grund dafür, dass die Montage zahlreicher Serien an teilautomatisierten Handarbeitsplätzen erfolgt. Der Werker nimmt die zugeführten Teile auf und montiert diese entlang einzelner oder miteinander verketteter Montagezellen bis zum einbaufertigen Turbolader.

Jedes Bauteil ist dabei mit einem individuellen DataMatrix-Code (DMC) versehen. Mit einem an der Montagezelle angebrachten kabelgebundenen Handlesegerät erfasst der Arbeiter das jeweils zu montierende Laderelement. Der Scan stellt einerseits sicher, dass es sich um das richtige Bauteil handelt, gleichzeitig wird das Teil EDV-seitig erfasst. Dies dient der Rückverfolgbarkeit (traceability) und dokumentiert den hohen Qualitätsanspruch des Unternehmens.

Frühzeitiger Geräteverschleiß und seine Ursachen

Zu Beginn des Jahres 2015 fiel den bei BorgWarner in Kirchheimbolanden für IT und Instandhaltung zuständigen Experten im Zuge einer Datenauswertung die zunehmende Zahl beschädigter und letztlich zu ersetzender Handheld-Lesegeräte auf. Ein Umstand, der sie vor allem deshalb stutzig machte, weil einige der zu Dutzenden eingesetzten Geräte noch innerhalb der Gewährleistungszeit lagen.

Im industriellen Gebrauch kommt es insbesondere darauf an, dass die Handlesegeräte die an unterschiedlichen Stellen angebrachten Codes schnell und zuverlässig erfassen, einfach bedienbar sind und gut in der Hand liegen, mit den jeweiligen Umgebungsbedingungen zurechtkommen sowie einen Sturz oder Schlag schadlos überstehen.

Da die Geräte durchweg bestimmungsgemäß eingesetzt wurden, konnte sich zunächst niemand einen Reim darauf machen, warum die aus hochfestem Polycarbonat bestehenden Gehäuse manchmal bereits in der Garantiezeit Risse, Ablösungen und Schäden aufwiesen. Der frühzeitige Verschleiß des im Fertigungsprozess in hoher Stückzahl eingesetzten Betriebsmittels verursachte indes beträchtliche und nicht akzeptable Kosten. Auf der Suche nach Lösungen und Alternativen kam der Kontakt mit Di-soric Solutions zustande. 

Unterstützt durch ein spezialisiertes Prüfinstitut starteten BorgWarner und das auf die Beratung, Projektierung und Umsetzung von Lösungen im Bereich der industriellen Bildverarbeitung und Identifikation spezialisierte Unternehmen eine breit angelegte Testserie. Dabei sollte geklärt werden, ob Fette und Öle, die den zu erfassenden Bauteilen anhaften, als Ursache in Frage kämen? Doch führten weder das Benetzen noch komplette und mehrtägige Bäder der Kunststoffgehäuse in diversen Schmier- und Lösungsmitteln zu Schäden der oben genannten Art.

Für Aufklärung sorgte schließlich die Kombination der im Montageprozess auftretenden Substanzen und Faktoren. Wiederholte Testläufe lieferten das Ergebnis, dass nicht einzelne Öle oder Fette, sondern deren Verbindung mit Handschweiß und UV-Licht ein mehr oder minder aggressives Gemisch erzeugt, das dem Polycarbonat zusetzt, dessen Molekularstruktur angreift und dem Werkstoff die Weichmacher entzieht. Der Kunststoff wird spröde, brüchig und altert vor der Zeit. Je nach Einsatz, Umgebungsbedingungen und Benutzerhäufigkeit schneller oder langsamer.

Die Lösung des Problems

Gemeinsam entwickelten die beiden Projektpartner die zunächst kühn anmutende Idee, ein Gehäuse aus Metall zu fertigen. Die Ingenieure von Di-soric Solutions wählten als Werkstoff ein besonders leichtes und widerstandsfähiges Aluminium, wie es im Flugzeugbau zum Einsatz kommt. Das Gehäuseunterteil wurde aus einem Stück und ohne Nähte hergestellt. Besonderen Wert legten die Entwickler darüber hinaus auf einen robusten Trigger und Schalter mit gehärtetem Edelstahl-Pin, der 10 Mio. Klicks schadlos übersteht.

Acht Wochen später präsentierten sie den Prototyp des ID-Hammer, der bereits nahezu alle von BorgWarner gestellten Anforderungen erfüllte. Der neue Code-Handleser war unter anderem einer Serie von Falltests unterzogen worden. Dabei musste das Gerät 50 Stürze aus zwei Meter Höhe auf Betonboden ohne Schäden und Funktionseinschränkungen überstehen.

Gleichzeitig hatten die Experten für industrielle Bildverarbeitung und Identifikation die Optik und Leseleistung weiter optimiert. Mit seiner Dualzonenoptik steht der ID-Hammer für schnelle und zuverlässige Dekodierung selbst bei schwankenden Arbeitsabständen und unterschiedlichen Markierungsarten wie gelaserte, gedruckte oder genadelte Codes. Eine Leserückmeldung erfolgt mittels programmierbarer LED, hörbarem Ton und Vibration.

Zunächst wurde erwartet, dass das robuste Gerät aus Aluminium deutlich schwerer wäre. Tatsächlich wiegt der ID-Hammer mit ca. 500 Gramm nur knapp hundert Gramm mehr als die Kunststoff-Variante. Heute sind bei BorgWarner im Werk Kirchheimbolanden bereits über 50 Syteme im Einsatz, die Akzeptanz im Alltagseinsatz ist hoch.

Die Entwickler von Di-soric hatten großen Wert darauf gelegt, die erforderlichen technischen Features äußerst kompakt im Gerät unterzubringen. Gemeinsam mit einem Experten für Arbeitsergonomie gestalteten sie das Design des ID-Hammer so, dass der Schwerpunkt des Gerätes ideal ausbalanciert und ermüdungsfreies Arbeiten möglich ist.

Die Mitarbeiter bei BorgWarner zeigen sich nicht nur von der guten Handhabbarkeit und Zuverlässigkeit, sondern auch von den herausragenden Leseeigenschaften überzeugt. Ein Grund, warum sämtliche beschädigten Lesegeräte Zug um Zug gegen den ID-Hammer von Di-soric Solutions getauscht werden.