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Optische Kontrolle von Grauguss-Seriennummern mit VisionPro

computer in factory cognex character identification Fritz Winter Eisengiesserei GmbH

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Mannshohe Roboterarme heben Motorblöcke durch die Luft als seien sie leicht wie Styropor. Im Minutentakt bewegen sie die 60-Kilo-Graugussteile. Funken sprühen, wenn Hightech-Fräßmaschinen die 4-Zylinder-Rohlinge sekundenschnell in Form bringen. Damit beim Automobilhersteller auch auf jeden Fall das perfekte Produkt für sein späteres Hightech-Aggregat ankommt. Verglichen mit früheren Zeiten ist ein Motorblock aus Stahl mit 60 Kilogramm geradezu ein Federgewicht. Doch der internationale Automobilmarkt verlangt immer leichtere und technisch weiter fortgeschrittene Gussteile. Moderne Aggregate aus Hochleistungsstahl haben in puncto Gewicht, Leistung und Geräuscharmut Alumotoren längst überholt.

Teile gezielt zurück verfolgen

Wie so oft in modernen industriellen Prozessen, verändern die Kundenanforderungen auch bei dem Gusseisenwerk Fritz Winter in Stadtallendorf die Herstellung Schritt für Schritt. Die Antwort auf gewünschte Gewichtsreduktionen sind immer ausgefeiltere technische Finessen, sowohl was die Produkte als auch was die Herstellungsprozesse angeht. Dabei stellen Innovationen in der Regel höhere Anforderungen an die Produktqualität. Die Grenzbereiche und Toleranzen, in denen man sich bewegt, werden kleiner. Die Maschen des Netzwerks an Maßnahmen zur Qualitätsprüfung ziehen sich enger zu. Die Zahl von Fehlerteilen konnte so in den letzten Jahren auf ein Minimum reduziert werden.

Für das hessische Traditionsunternehmen war es daher besonders wichtig, eine lückenlose Track-and-Trace-Lösung in seine 2009 installierte Anlage zur Veredelung von Motorblöcken zu integrieren. Was im Prinzip einfach erscheint, stellt optische Prüfsysteme vor neue Herausforderungen.

Um die Motorblöcke von der Gießerei bis zur Endbearbeitung identifizieren zu können, werden sie mit eine Seriennummer versehen. In die Negativformen eingraviert, entsteht während des Gießens ein dreidimensionaler Schriftzug, basierend auf zehn unterschiedlichen alphanumerischen Zeichen. Anhand der Seriennummer kann auch später noch das einzelne Graugussteil bis zum Gießvorgang zurück verfolgt werden. Treten Qualitätsfragen auf, lassen sich gezielt einzelne Produkte analysieren. Bei äußerst seltenen, aber im Bereich des Möglichen liegenden Rückrufaktionen werden nicht pauschal ganze Produkt-Chargen unter Generalverdacht gestellt. Was enorme Zeit- und Kostenvorteile bietet.

Genauer als das menschliche Auge

Die größte Herausforderung beim Erkennen der Seriennummern sind mögliche Abnutzungen durch Säuberungsmaßnahmen nach dem Gießen. Sandstrahlen und Schleifen tragen nicht nur Gießrückstände wie beispielsweise kleine Vererzungen ab. So wird aus einer „1“ unter Umständen für das ungeübte Auge eine „7“, wenn der Werker es mit beim Schleifen etwas zu gut meint. Daher wurde bei Fritz Winter zur Qualitätskontrolle ein modernes Vision-System installiert. Das Zusammenspiel aus Kamera, punktueller Rotlicht-Beleuchtung und Vision-Software sorgt für eine schnelle und fehlerfreie Schriftprüfung.

Die Innovationsschmiede der Visolution GmbH aus Kandel haben ein kleines, aber feines Vision-System installiert, das ohne Wartungsaufwand täglich mehrere Hundert Motoren prüft. Die Visolution-Prüfstation bedient sich dabei einer 3D-Inspektion mit variablen Schwellenwerte. Dies erweitert die Möglichkeiten der Schriftenerkennung deutlich. Selbst wenn der Abstand und die Position der Motorblöcke leicht variieren, erfasst das Vision-System die Seriennummern schnell und zuverlässig.

Nach dem Scannen und der Bildvorverarbeitung durch die Visolution-Software, die das Bild verbessert und automatisch die Schwellen berechnet, spielt das Vision-Tool SearchMax™ von Cognex eine wichtige Rolle. Mit ihm bekommt das intelligente Vision-System auch die finalen Varianzen in den Griff. SearchMaxTM ist Teil der weltweit mehr als 500.000 fach eingesetzten Vision-Software VisionPro®. Seit dem Jahr 2009 erweitert es deren Möglichkeiten bei besonders komplexen Anforderungen. Vor allem bei Anwendungen, in denen geometrische Daten nicht ausreichen, um kleine oder sehr unscharfe Muster und farbige Objekte eindeutig zu detektieren, spielt das neue Software-Werkzeug seine Stärken aus.

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