Mit Nadel, Faden und Kamera

Kameras Nähen in der Industrie hat nichts mehr Nostalgie zu tun. In heutigen Anwendungen übernimmt Bildverarbeitung die exakte Steuerung.

29. August 2006

Konrad Sondermaschinenbau liegt versteckt. »Aber die meisten Kunden sind froh, wenn sie uns gefunden haben«, sagt Inhaber und Geschäftsführer Adalbert Konrad. Er hat Recht. Niemand würde im Dorf Baldham bei München einen weltweit führenden Betrieb für kameragesteuerte Industrienähmaschinen vermuten. Schon seit vielen Jahren baut das Unternehmen Sondermaschinen für unterschiedliche Branchen. Hauptzielmarkt ist die Automobil- und deren Zulieferindustrie. Einer von Konrads Kunden ist BMW.

Ursprünglich startete die Partnerschaft mit der Sitzfertigung für die 7er- und 5er-Reihe. Anlagen dafür stehen in Dingolfing und in Südafrika, China und Ungarn. Konrad entwickelt aber nicht exklusiv für die Bayern. Er hat weltweit Kunden; in Europa vornehmlich in Norwegen, Belgien und Polen. Seine Maschinen stanzen, prägen und schweißen. Für einen spezialisierten Zulieferer fertigt Konrad auch Airbags.

»Der Ausschuss war enorm groß«, erzählt der Firmenchef, »es musste eine Möglichkeit geben, diesen entscheidend zu verringern.«

Hier kommen erstmals Kameras ins Spiel. Die Idee, eine Nähmaschine mit einem Kamerasystem zu verbinden, hatte Konrad schon vorher: Das künstliche Auge sollte die Konturen erkennen und an die NC-Maschine weitergeben, die die Bewegungen des Nähkopfes steuert und bei Fehlern alarmiert oder den Nähvorgang selbsttätig anpasst. In seiner Baldhamer Werkstatt begannt Adalbert Konrad zu konstruieren. Schritt für Schritt nahm die erste kameragesteuerte Nähmaschine Gestalt an. Am Ende ließ er sich diese Art des Nähens weltweit patentieren.

Über seinen jahrelangen Kontakt zu BMW erfuhr Konrad, dass das Unternehmen immense Probleme mit Türverkleidungen aus Leder hat: Die herkömmlichen Maschinen kamen mit den naturgegebenen Toleranzen im Leder nicht zurecht, die Nähte wurden schief.

Konrad baute seine Airbag-Maschine um, stellte sein Konzept der Kamerasteuerung bei BMW vor und erhielt den Auftrag für zwei Anlagen. Alles musste sehr schnell gehen. Konrad ließ die Airbags liegen und konzentrierte sich auf die Ledernähmaschine.

Partner für die Software

Unterstützung erhielt er dabei vom Software-Systemhaus Neupro Solutions aus Vilsbiburg. -Dessen Geschäftsführer Michael Neumaier arbeitete schon länger mit Adalbert Konrad zusammen. Trotzdem musste er sich jeweils ganz neu mit dem Thema vertraut machen.

»Nähen ist längst Hightech geworden«, erzählt der Computerfachmann. »Ich muss mich jedes Mal neu einarbeiten und eine eigene Programmierung entwickeln.« Adalbert Konrad stimmt dem zu: »Michael Neumaier hat eine Menge Know-how in das Projekt investiert. Die Erkennung mit der Maschine ist hervorragend.« Deren Stärke liegt laut Michael Neumaier aber überwiegend in der Mechanik, Bildverarbeitung alleine helfe da nicht weiter: »Die Maschinen müssen bei aller Präzision ununterbrochen laufen, darin liegt die Kunst.«

Konrad bezieht den Bildverarbeitungsteil der Nähmaschinen vom Partner Neupro Solutions, der die Einzelkomponenten der Visionlösung wie Kameras, Beleuchtung und Optik über Stemmer Imaging beschafft.

Das Unternehmen aus Puchheim ist seit 30 Jahren in der Welt der Bildverarbeitung zu Hause. 3.000 Komponenten und Lösungen umfasst das Sortiment. Dabei fungiert Stemmer als Lieferant, Berater und Service-Dienstleister. Im konkreten Fall wählte der Projektverantwortliche bei Stemmer Atmel-Kameras aus, die sich für die hohen Anforderungen am besten eignen. Über die genauen Techniken und Komponenten aber herrscht Stillschweigen. Aus gutem Grund: Die Konkurrenz aus China oder Amerika hätte die Maschine im Nu nachgebaut, was im globalen Wettbewerb schnell das Aus für Mittelständler bedeutet.

Von den Verantwortlichen bei BMW kam die Vorgabe, Abweichungen von maximal fünf Hundertstel Millimetern zu realisieren. Für Adalbert Konrad war das eine Herausforderung, aber nicht unmöglich: »Unsere Maschine trifft fünfmal die selben Löcher.«

Unebenheiten erkennen

Bei der Anwendung erkennt die Kamera eine 6 mm-Doppelnaht als Mittelnaht zu einem bezogenen Mittelpunkt und macht ein Bild, danach kann diese aufgetrennt werden. Über die fiktive Naht setzt die Maschine zwei finale Nähte und unterfüttert die Verkleidung mit Watte. Der gesamte Vorgang ist unabhängig von Lederfarbe und Unterschieden in der Dicke des Leders. Nähte verformen sich dabei nicht: Die Kamera folgt allen Bögen der Verkleidung und der Nähkopf geht immer mit. Sie erkennt falsche Ledertypen und stoppt den Vorgang bei Nähfehlern automatisch.

Die Ledernähanlage ist seit November 2005 in Betrieb. Konrad erzählt: »Die Maschine läuft ohne Probleme. Der Projektleiter bei BMW hat bei der Eröffnung sogar eine Lobesrede gehalten.« In der Tat sei es eine »Megaleistung«, das komplizierte System in drei Monaten vollendet zu haben.

Mittlerweile entwickelt und produziert Konrad mit 25 Mitarbeitern Sondermaschinen. In der umgebauten Scheune in Baldham wird die Airbag-Nähmaschine auf ihren Einsatz vorbereitet. Sie hat einen Ausstoß von 20 Teilen pro Stunde. Diese sind absolut fehlerfrei, da das Inspektionsmodul den Vorgang sofort stoppt, wenn Fehler auftreten. Diese würden bei herkömmlicher Herstellung teuer. Aus Sicherheitsgründen ist der Airbag Ausschuss, wenn auch nur eine Masche fehlt. »Wegwerfen am Ende der Produktionskette«, sagt Konrad, »bedeutet Müll für 20 Euro.« Mit seiner Maschine passiere das nicht mehr.

In Zukunft könnte die Bestückung der Airbag-Nähmaschine auch automatisiert ablaufen: Nach dem Kleben trocknen die Silikondichtungen der Airbags in einem Ofen, die Vorstufen werden zwischengelagert und dann der Nähmaschine zugeführt. Nach dem Nähen erfolgt auch das Verpacken automatisch. Laut Adalbert Konrad wird die Einbindung in eine Fertigungsstraße besonders interessant, wenn die Maschine in Serie ginge und das ist nicht unwahrscheinlich.

Erschienen in Ausgabe: 04/2006