Damit die Qualität nicht stiften geht

KAMERAS Für die Produktion seiner Stifte setzt ein Hersteller auf 100-prozentige Qualitätskontrolle per Bildverarbeitung. In der neuen Anlage arbeiten Flächen- und Zeilenkameras Seite an Seite.

28. Februar 2008
Alle involvierten Mitarbeiter haben die Ergebnisse der Stifte-Prüfung auf dem Monitor des gut erreichbaren PC-Systems ständig vor Augen.
Bild 1: Damit die Qualität nicht stiften geht (Alle involvierten Mitarbeiter haben die Ergebnisse der Stifte-Prüfung auf dem Monitor des gut erreichbaren PC-Systems ständig vor Augen.)

Halb Deutschland schreibt heute mit bestimmten sechseckigen Stiften in charakteristischer schwarzgelber Optik: Der Point 88 Fineliner von Stabilo gehört zum Stamminventar an fast jedem Arbeitsplatz in Deutschland. Das Unternehmen fertigt seinen Verkaufsschlager im hoch automatisierten Werk in Weißenburg, das jedes Jahr rund 150 Millionen Stifte verlassen. Solche Mengen sind nur mit hochwertiger Automatisierung in der Fertigung zu bewältigen, die notwendige Ausrüstung entwickelt Stabilo meist selbst. Qualitätsmanager Reiner Wiedemann: »Ab einer Menge von 5 Millionen Stiften eines Typs investieren wir in eine automatisierte Produktionslinie. Die Produktion umfasst dabei alle Arbeitsgänge vom Spritzgießen über Montage und Befüllung bis zu Verpackung, Lagerung und Versand. Selbst die Kunststoff- und Farbenentwicklung übernehmen wir.« Die Technik-Abteilung bei Stabilo passt die Montage- und Spritzgießmaschinen für jede neue Montagelinie den jeweiligen Anforderungen an und optimiert den Gesamtablauf. »Wir arbeiten dabei häufig mit Spezialisten verschiedener Fachrichtungen zusammen, wenn wir spezifische Problemstellungen lösen müssen «, erläutert Wiedemann. Auf externe Unterstützung in der Bildverarbeitung setzte Stabilo auch bei einer neuen Anlage für ihre Point-Visco-Stifte. Diese werden nach dem Spritzgießen auf einer separaten Anlage vollautomatisch bedruckt, mit Tinte befüllt, mit einer Schreibspitze ausgestattet und mit einer Kappe versehen.

Ein Bildverarbeitungssystem überprüft verschiedene Qualitätsmerkmale des Aufdrucks sowie den korrekten Sitz der Spitze. »Das notwendige Know-how dafür hatten wir nicht komplett im Haus«, beschreibt Wiedemann die bisherige Situation. »Um die Bildverarbeitungsabläufe zu konzipieren und zu integrieren, wandten wir uns an Stemmer Imaging, mit deren Produkten und Service haben wir schon früher gute Erfahrungen gemacht.« Das Puchheimer Unternehmen erstellte ein Konzept und stimmte die verwendeten Komponenten optimal ab. Den Feinschliff an der Software und die genaue Abstimmung auf die Gegebenheiten der Anlage übernahm Stemmer-Systempartner Sidonia Systems. Die Montage der Point-Visco-Stifte erfolgt in mehreren Schritten. Zuerst erhalten die auf Hülsen positionierten Stiftschafte einen Aufdruck mit dem Schriftzug und dem Logo von Stabilo sowie einen Barcode und weitere Ziffern. Danach erfolgt die erste Qualitätskontrolle; zwei parallele Stationen überprüfen 40 Stifte pro Minute auf ihren korrekten Aufdruck. Sie drehen die beleuchteten Stiftschafte synchronisiert und nehmen sie über zwei Cameralink- Zeilenkameras auf. Die einzelnen Linien dieser Kameras werden zu flächigen Bildern zusammengesetzt und mithilfe der Software- Bibliothek Common Vision Blox (CVB) von Stemmer ausgewertet. Diese Bibliothek ist modular aufgebaut und stellt für Standardaufgaben verschiedene vorkonfigurierte Tools zur Verfügung.

Zuverlässige Helfer

Bei der Auswertung der Stiftaufdrucke kommen die Tools CVB Barcode, Edge, Minos und Printqual zum Einsatz. Die Software hält sich an Merkmale wie die Position von Barcode und Firmenlogo, die Vollständigkeit des Schriftzuges oder die Lesbarkeit des Barcodes. Außerdem wird die Länge der Kunststoffkomponente auf Maßhaltigkeit und die weißen Streifen im Stiftlayout auf Fehlstellen kontrolliert. Stiftschafte mit korrektem Aufdruck erhalten im nächsten Fertigungsschritt eine Metallspitze mit Schreibkugel und werden mit Tinte befüllt. Im Anschluss überprüfen zwei Firewire-Flächenkameras in Zusammenarbeit mit den Software-Tools CVB Shapefinder und Edge Länge und Breite der Metallspitze und ob eine Schreibkugel vorhanden ist. Zwei Besonderheiten kennzeichnen die Anbindung der beiden Kameraarten: Zum einen sind sie am selben Rechner angeschlossen, zum anderen überbrückt die Anwendung eine Entfernung von 13,5 Metern, was bei der Firewire-Technologie nur durch Repeater und spezielles Kamera-Know-how möglich ist. Diese Maßnahmen von Stemmer und Sidonia führten dazu, dass alle Anforderungen von Stabilo erfüllt werden konnten, wie Reiner Wiedemann bestätigt: »Für unsere Taktrate ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit völlig ausreichend und die Fehlererkennung sehr gut.« Stemmer hat das PC-System an einer gut zugänglichen Stelle in die Produktion eingebaut und mit einer Oberfl äche versehen, durch die die Mitarbeiter alle Ergebnisse der Prüfungen laufend vor Augen haben. Zudem wird die Produktion statistisch überwacht und ausgewertet. »Wenn sich Fehler häufen oder der Prozess aus dem Toleranzbereich läuft, können wir das auf diese Weise schnell erkennen«, erklärt Reiner Wiedemann. Sollte die Bildqualität nachlassen, weil die Beleuchtung altert, fällt dies sofort auf: Im Rechner ist ein Referenzbild hinterlegt, das sich in solchen Fällen zur Kalibrierung heranziehen lässt. Das ist nach Wiedemanns Worten jedoch nur selten nötig: »Wie gut die Qualität der verwendeten Bildverarbeitungs- Komponenten ist, zeigt die Tatsache, dass wir kaum rekalibrieren müssen, obwohl die Toleranzgrenze mit plusminus einem Pixel sehr eng gesteckt ist«, sagt der Stabilo-Verantwortliche.

www.stemmer-imaging.de

Erschienen in Ausgabe: 01/2008