Lenkbar setzt auf Cognex Vision Systems für fortschrittliche Fertigungslösungen

Hersteller suchen ständig nach zuverlässigen und konsistenten Lösungen für alltägliche Probleme. Darauf basiert Fertigung: Probleme lösen, Dinge herstellen, die Menschen wollen – und sie besser machen.

Als Lenkbar Absolute Machine Tools um Hilfe bei der Modernisierung eines bestimmten Fertigungsprozesses bat, arbeitete unser A+ Automation Team zusammen, um die passende Ausrüstung zu finden, die nicht nur den Anforderungen, sondern auch dem Budget entsprach.

Lenkbar ist ein Medizintechnik-Entwickler und -Hersteller mit Sitz in Naples, Florida. Die Mission ist klar: revolutionäre chirurgische Geräte und Implantate zu erfinden, zu entwerfen und zu fertigen, die Operationen für Ärzte vereinfachen und Patientenergebnisse verbessern. Das ist eine große Herausforderung, da das Unternehmen strenge Anforderungen gemäß ISO 13485, FDA, OSHA und EPA einhalten muss.

Probleme bei der Inspektion winziger Teile

Lenkbar hatte Schwierigkeiten bei Teilelieferungen und falschen oder fehlenden Merkmalen, die per Laser auf den Produkten markiert wurden. In der Qualitätskontrolle gab es Probleme, da viele Produkte extrem winzig und schwer zu inspizieren sind.

Mitarbeiter in der Qualitätskontrolle führten Prüfungen an Produkten durch, die zu klein waren, um sie mit dem bloßen Auge konsistent zu erkennen. Einmal etwas anzusehen ist das eine – es aber immer wieder tun zu müssen, ist etwas, das das menschliche Auge nicht schnell oder über längere Zeiträume leisten kann. Lenkbar brauchte eine Lösung.

Eine automatisierte Lösung

Absolutes A+ Automation Team entwickelte eine automatisierte Zelle mit einer Kamera (Vision-System) und einem kollaborativen Roboter (Cobot). Aufgrund der Teilekomplexität und strengen Anforderungen musste das Vision-System extrem präzise sein und Mikro-Markierungen auf Lenkbars Produkten lesen können. Unsere Automation Engineers wählten ein Cognex Vision-System mit einer D905M-Kamera.

Als Nächstes galt es, den passenden Cobot für die synchrone Arbeit mit dem Vision-System auszuwählen. Unser Team entschied sich für den OB7 Stretch von Productive Robotics. Dieser Cobot hat eine Reichweite von 1.250 mm, kann bis zu 4 kg tragen und verfügt über 7 Achsen. Die 7. Achse ist entscheidend, da sie es ermöglicht, den Cobot seitlich zu positionieren, sodass er weder die Maschinentür noch den Arbeitsbereich blockiert. Die 7. Achse erlaubt es dem Cobot, „um Objekte herumzugreifen“, was mehr Flexibilität beim Be- und Entladen der CNC-Maschine bietet.

Der OB7 Stretch ist zudem ein bedienerfreundlicher Cobot, der sich ideal für Maschinenbestückung eignet. Am besten: Er gehört zu den einfachsten kollaborativen Robotern auf dem Markt. Einfach und 7 Achsen – das schlägt nichts!

Produktionssteigerung durch „Lights-Out“-Betrieb

Der OB7 Stretch wurde programmiert, zwei separate Laserbeschriftungsmaschinen zu bedienen und im „Lights-Out“-Modus zu laufen, um das Produktionsvolumen zu erhöhen. Das Video in diesem Beitrag zeigt den OB7-Stretch-Cobot, der Teile von einer auf seinem Arbeitstisch montierten Platte entnimmt. Obwohl die hier gezeigte Platte nicht mit Teilen beladen ist, demonstriert sie deutlich, wie der Greifer so programmiert werden kann, dass er sich nur einen kleinen Abstand öffnet, um zwischen in engem Raster angeordneten Teilen zu passen. Dies ermöglicht dem Bediener, viele Teile zu laden und so eine „Lights-Out“-Produktion zu realisieren.

Nachdem der Cobot das Teil entnommen hat, legt er es in eine Vorrichtung an der Lasermaschine. Sobald das Teil geladen ist, bewegt sich der Cobot in eine sichere Freiraumposition. Über einen der 8 Ports der Standard-I/O-Einheit startet der Laser den Beschriftungsprozess. Der Laser markiert das Teil und orientiert es anschließend in die korrekte Endposition für die Präsentation an der Kamera. Nach Abschluss sendet die Lasermaschine ein Eingangssignal an den Cobot, woraufhin dieser in die CNC-Maschine einfährt und das Teil entnimmt.

Anschließend präsentiert der Cobot das Teil dem Cognex D905M Kamerasystem. Dieses wurde wegen seiner Deep-Learning-Softwarefähigkeiten auf einem KI-integrierten System innerhalb der Kamera gewählt. Viele Dutzend Teile mussten durchlaufen, um die Kamera einzurichten und sie mithilfe der Cognex Vidi Suite-Anwendung beizubringen, gute und schlechte Teile zu unterscheiden. Die erlernten Datenspezifikationen ermöglichten der Kamera, jedem neuen, präsentierten Teil einen Bewertungswert (Score) zuzuweisen.

Teilebewertung

Sobald das Teil dem Cognex D905M Kamerasystem präsentiert wird, nimmt dieses das Bild auf, bewertet die Teilmarkierungen basierend auf den in der Vidi Suite erlernten Kriterien und vergibt einen Score basierend auf der Lesbarkeit der Markierungen. Der Score wird mit einer vor der Produktion festgelegten Qualitäts-Skala verglichen. Das Kamerasystem sendet seine Bewertungsergebnisse über ein Eingangssignal und steuert den Cobot an, das Teil entweder in den „Gut“- oder „Schlecht“-Behälter zu legen – und der Prozess beginnt von Neuem.

Durch Cognex Vidi Suite erstellte unser Automation Engineer Marcus Knapp ein webbasiertes HMI für den Bediener, um wichtige Informationen, die aus einem bestimmten Bild jedes Teils abgeleitet wurden, visuell darzustellen. Diese Informationen fließen in eine Tabellenkalkulation, in der der Bediener Zellen verknüpfen kann, um Produktionsdaten klar anzuzeigen. Aufgenommene Bilder der Teile zeigen einfache Farbcodes (Grün/Rot) sowie Text und Score-Bewertungen. All dies ermöglicht Lenkbar, Daten an Endkunden und verschiedene Stellen für Compliance-Zwecke zu berichten und vorzulegen.

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