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Kurz und schmerzlos: Pick-and-Place von Mikro-Teilen mit VisionPro

iTECH Engineering cognex vision guided picker

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Von der Automobilzulieferindustrie bis zur Herstellung medizinischer Produkte entscheiden drei Kriterien maßgeblich über den Erfolg von Automatisierungslösungen: Präzision, Schnelligkeit und Bedienfreundlichkeit. Eine ultra-kompakte, extrem leistungsstarke Anlage zur Teileerkennung und optionalen -prüfung haben jetzt die Ingenieure der Insys Industriesysteme AG im schweizer Münsingen entwickelt. Ihr INSYS I300 bringt mit VisionPro® von Cognex Kleinteile punktgenau auf Hochtouren.

Moderne Pick-and-Place-Anlagen erfassen Teile mit zuverlässiger Vision-Technologie und sorgen durch einfache Bedienbarkeit für kurze Umrüstzeiten. Die State-of-the-Art-Lösung zum präzisen Mikroteile-Handling der Insys Industriesysteme AG, Münsingen (CH), beschleunigt durch intelligente Soft- und Hardware plus ein einfaches Handling Produktionsprozesse. Mit VisionPro von Cognex an Bord soll die Pilot-Anlage, mit dem viel versprechenden Namen INSYS I300, in Kürze in einem renommierten Schweizer Unternehmen zur Herstellung von Dental-Werkzeugen eingesetzt werden.

Die sehr kompakte und gleichzeitig extrem robuste Stand-alone-Lösung nimmt Präzisionsteile mit einer Positionsgenauigkeit von 0,05 mm auf und legt diese zielgenau auf Kleinpaletten ab. Auf nur 860 x 1200 x 1500 mm verleiht ein stabiler Stahlprofilrahmen den rund 500 kg Hightech einen festen Stand. Was besonders wichtig ist, damit das Vision-System und der pneumatische Greifer auf einer geräumigen Arbeitsfläche von 300 x 500 mm präzise arbeiten können.

Extrem schnell, extrem konzentriert

Beim INSYS I300 erfolgt die Teilezuführung über ein Schüttgutmagazin mit großräumigem Bunker. Die flexible Geräte-Peripherie erlaubt alternativ die Teileversorgung mittels servo-betriebenem Förderband. In der aktuellen Version des INSYS I300 mit VisionPro als Bidlverarbeitungssoftware wandern die jeweiligen Kleinteile vibrationsinduziert auf die Arbeitsfläche. Gefertigt aus kratzfestem, transparentem Kunststoff, dient diese gleichzeitig als Bildfläche für das Vision-System. Die variable Hintergrundbeleuchtung wirft die deutlich kontrastierte Anordnung der Prüfteile vertikal nach oben auf einen im 45° Winkel angebrachten Spiegel. Dieser leitet das Bild weiter an eine fest installierte Industriekamera.

Von außen bis auf die Monitoranzeige unsichtbar, aber umso wirkungsvoller, spielt im Hintergrund die leistungsstarke und robuste Werkzeug-Bibliothek von Cognex VisionPro ihre Stärken aus. Ihre Drag-and-Drop-Verbindung zum pneumatischen Greifwerkzeug übermittelt Bildwerte extrem schnell. VisionPro konzentriert sich dabei ganz auf die kritischen Teilemerkmale, die für die Abnahme der Kleinteile relevant sind. Unkritische Veränderungen im Aussehen ignoriert die intelligente Vision-Software. Eine in der Regel aufwändige Vorverarbeitung von Bilddaten entfällt. Das Resultat ist extreme Schnelligkeit im Teilehandling und bei der Anwendungsentwicklung für neue Produktspezifikationen.

Nachdem das Cognex Vision-System die Lage der Teile identifiziert hat, fährt ein von Insys Industriesysteme neu entwickelter kartesischer 4-Achs-Roboter über die Arbeitsfläche und greift das ausgewählte Kleinteil mittels Vakuum-Greifer oder taktilem Greifersystem auf. Anschließend passt dieser die Lage der gewünschten Art der Weiterverarbeitung an, beispielsweise der Palettierung im Tray Feeder, dem Abpacken im Tape Feeder oder dem Aufstellen und einstecken von Kleinstwellen in Präzisionshalterungen. Die präzisen Greifer können selbst Stanzteile schnell und einfach wenden. Dies ist gerade bei dem Pilotprojekt zum Einsatz in der Fertigung von kleinsten Teilen für Dentalwerkzeuge wichtig. Die Zykluszeit von Teileerkennung, Aufgreifen und Ablegen liegt bei bemerkenswerten 1,0 Sekunden.

Starke Daten, starke Leistung

Das INSYS I300 von Insys Industriesysteme arbeitet völlig autark, kann aber auch in ein übergeordnetes Produktionssystem eingebunden werden. Dies garantiert der integrierte PC, auf dem VisionPro® in Sekundenbruchteilen zuverlässig Bilddaten auswertet. Je nach Anwendungsanforderungen enthält die integrierte Datenbank beliebig viele frei programmierbare Bearbeitungsabläufe. Auf der Hardware-Seite erhöhen präzise Magnet-Verschlüsse zum Befestigen der unterschiedlichen Greifwerkzeuge die Umrüstgeschwindigkeit.

Mit Cognex VisionPro als intelligentem „Bilddaten-Beschleuniger“ an Bord ist das INSYS I300 darüber hinaus in der Lage mittels optionaler Teileprüfstation, auch die Qualität von Kleinteilen zu beurteilen. VisionPro® bringt hier die Erfahrung aus weltweit mehr als 450.000 realisierten Anlagen ein. Seine umfangreiche Werkzeug-Bibliothek optimiert die Bilder schon vor der Inspektion. Unter anderem gleicht PatMax® präzise Muster ab, IDMax® erkennt selbst schlechte Data Matrix Codes, umfangreiche Farb-, Mess- und Bildverarbeitungs-Werkzeuge optimieren und verarbeiten schnell und exakt.

Das INSYS I300 von Insys Industriesysteme reduziert mit ihrem intelligenten, modularen Aufbau und der Flexibilität der Cognex Vision-Technologie Lieferzeiten und senkt damit Kosten. Störungssicher durch höchste Qualität in Soft- und Hardware sorgt sie für reibungslose Abläufe in der Herstellung und Weiterverarbeitung von Mikroteilen.

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