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Digitale Assistenzsysteme Smarte Bildverarbeitung verbessert Qualität in der Montage

| Redakteur: Jürgen Schreier

Das Assistenzsystem "Clever Klaus" der Optimum datamanagement solutions GmbH optimiert manuelle Montage- und Prüfprozesse und sorgt so für höhere Produktivität und weniger Ausschuss. Es basiert auf einer hochauflösenden USB-3-Industriekamera von IDS und smarter Software.

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Der intelligente Montageassistent "Clever Klaus" führt die Mitarbeiter mit digitalen Anleitungen Schritt für Schritt durch den Montageprozess.
Der intelligente Montageassistent "Clever Klaus" führt die Mitarbeiter mit digitalen Anleitungen Schritt für Schritt durch den Montageprozess.
(Bild: IDS)

Automatisierung spielt in der Industrie 4.0 eine wichtige Rolle. Kostensenkung, Produktivitätssteigerung und Null-Fehler-Qualität sind Faktoren, die Unternehmen zunehmend dazu veranlassen, ihre Prozesse zu digitalisieren. Trotzdem wird der Mensch auch weiterhin im Mittelpunkt stehen.

Angesichts des Fachkräftemangels und der hohen Anforderungen an die Arbeitssicherheit ist dies für die Unternehmen keine leichte Aufgabe. Weitere Herausforderungen für eine erfolgreiche Prozessoptimierung sind eine hohe Variantenvielfalt, komplexe Aufgaben und Prozesse sowie steigende Qualitätsanforderungen. Wie kann dies gelingen?

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Mit dem Assistenzsystem "Clever Klaus" hat die Optimum datamanagement solutions GmbH eine intelligente Lösung entwickelt: Der leicht integrierbare, kamerabasierte Assistent nutzt die Digitalisierung, um manuelle Prüfprozesse zu optimieren und zu vereinfachen.

Durch die Kombination von industrieller Bildverarbeitung mit einer hochauflösenden USB3-Industriekamera der IDS Imaging Development Systems GmbH, Obersulm, und einer intelligenten Datenbank erkennt das Assistenzsystem jeden Schritt und unterstützt den Mitarbeiter in Echtzeit während des gesamten Montageprozesses. Nach dem einfachen Prinzip "Anweisen - Prüfen - Bestätigen - Dokumentieren" werden auch diese komplexen Prozesse beherrschbar.

Touchmonitor zeigt Montageanleitungen und Fehlermeldungen in Echtzeit

Das intelligente Montageassistenzsystem "Clever Klaus" führt die Mitarbeiter Schritt für Schritt mit digitalen Montageanleitungen durch den Montageprozess. Der Werker scannt dazu das Auftragsdokument ein und die Montage beginnt. Eine über dem Arbeitstisch installierte IDS-Kamera erfasst das zu montierende Werkstück oder einzelne Teile.

Sowohl Montageanleitungen als auch Fehlermeldungen erscheinen in Echtzeit auf einem Touchmonitor: Nach jedem erfolgreichen Arbeitsschritt erhält der Werker eine Bestätigung. Ist die Montage abgeschlossen, liefert das System den Nachweis für eine fehlerfreie Produktion.

"Die Kamera erzeugt den digitalen Schatten", erklärt Optimum-Geschäftsführer Wolfgang Mahanty. Alle digitalen Daten des Prozesses - wann und wie was gemacht wird - werden erfasst und verarbeitet. Dies ermöglicht den Aufbau einer Wissensbasis und den anschließenden Wissenstransfer an alle. "Die Kamera muss viele Details und eine Vielzahl von Variationen erfassen und stabile Bilder liefern. Die sensorische Erkennung muss zuverlässig sein, d.h. der Sensor muss mit schlechten oder wechselnden Lichtverhältnissen zurechtkommen", erklärt Mahanty. Der Grund: "In der heutigen Fabrik sollte der Mitarbeiter so viel Tageslicht wie möglich erhalten, was die Qualität der Aufnahme beeinträchtigen kann".

Hohe Bildqualität selbst bei schlechten Lichtverhältnissen

Kein Problem für die USB3-Industriekamera UI-3590CP von IDS. Der lichtempfindliche Rolling-Shutter-CMOS-Sensor AR1820HSSC00SHEA0 von ON Semiconductor nutzt die BSI-Technologie ("back-side-illumination"), um auch bei schlechten Lichtverhältnissen eine hervorragende Bildqualität zu gewährleisten. Selbst bei der Erfassung kleinster Details werden extrem hochauflösende Bilder mit geringem Bildrauschen erzeugt.

Mit einer Auflösung von 18 MP (4912 x 3684) erreicht die Kamera eine Bildrate von 21 fps. "Produkte werden mit Abweichungen von 1 mm auf DIN A 3 erkannt", bestätigt Wolfgang Mahanty. Zudem überzeugten die kompakte Bauweise sowie die einfache Integration der Kamera das Team von "Clever Klaus".

System leicht in die Produktionsanlage integrierbar

Auch Mann + Hummel, Hersteller von Filtersystemen in Ludwigsburg, weiß die Vorteile des mit dem Kameramodell IDS optimierten Assistenzsystems zu schätzen. Peter Sawatzky, technischer Leiter bei Mann + Hummel: "Bei der Endmontage unserer Filterkomponenten sind viele manuelle Tätigkeiten erforderlich. Das erfordert wechselnde Geräte mit sehr komplexen und damit störanfälligen sensorischen Abfragen. Das Assistenzsystem hat uns überzeugt, weil wir viel weniger Fehler machen. Neue Varianten sind bei der Arbeitsvorbereitung leicht erlernbar und können vom Werker noch am selben Tag eingebaut werden." Dadurch sei das Variantenmanagement viel einfacher geworden, unterstreicht Sawatzky.

Zusätzlicher Vorteil: Das System lässt sich sehr einfach in die jeweilige Produktionsanlage integrieren und auch der Einsatz mehrerer Kameramodelle ist sehr einfach und kostengünstig möglich, wenn die Kundenanwendung dies erfordert.

Weniger Reklamationen bei Mann + Hummel

Die Mitarbeiter lernen dank der Schritt-für-Schritt-Anleitung von Clever Klaus neue neue Montageprozesse schnell und sicher. Die Entlastung des Werkers durch die individuelle Montagehilfe sowie die erleichterte Arbeitsorganisation ermöglichen eine deutliche Produktivitätssteigerung. Montagekosten werden reduziert, gleichzeitig werden durch die verbesserte Qualitätssicherung Reklamationskosten minimiert. "Seit der schlauer Klaus unsere Arbeiter bei der Montage unterstützt, ist die Zahl der Beschwerden deutlich zurückgegangen", freut sich Pater Sawatzky von Mann + Hummel.

Vor allem in der Elektronik- und Automobilbranche beschleunigen Assistenzsysteme wie das der Optimum datamanagement solutions GmbH zunehmend Prozesse und sorgen für mehr Effizienz und Qualität. Fertigungsprozesse laufen nahezu fehlerfrei ab, werden lückenlos dokumentiert und sind nachvollziehbar. Auf diese Weise helfen die cleveren Assistenten den Unternehmen, die Produktivität zu steigern und sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.

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