Quelle: PlaatBewerkingsNieuws / 27-06-2023

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3D-Vision spielt eine entscheidende Rolle bei der automatischen Entgratung, Abrundung und Fertigstellung

Hinter der Niederlassung von Q-Fin befindet sich der Neubau für die neue Abteilung Q-Fin Handling Solutions in vollem Gange. Wenn dieses Gebäude im September fertig ist, werden hier verschiedene funktionierende Aufstellungen präsentiert, die die Handhabung rund um das maschinelle Entgraten, Runden und Fertigstellen von Blechteilen automatisieren. Die Maschinen von Q-Fin sind bereits vollständig darauf vorbereitet. Sie sind so weit softwaregesteuert, dass alle Stationen aus der Ferne gesteuert werden können; tatsächlich kann nur der Verschleiß des Schleifbands nicht gemessen werden. Jetzt liegt es an den Endbenutzern, diese Lösungen in ihre Produktionsprozesse zu integrieren. Inno Metaal, einer der Startkunden, ist zuversichtlich, dass dies gelingen wird.

Q-Fin Handling Solutions wurde ins Leben gerufen, um die Benutzer der Q-Fin-Maschinen zu entlasten. Der Maschinenbauer in Bergeijk möchte umfassende Lösungen für das Aufnehmen der Blechteile, das Entgraten, Runden und Fertigstellen in der Maschine sowie das Ablegen bieten.

Qonnect+ Plattform

Es wird mit verschiedenen Partnern zusammengearbeitet, um dies zu erreichen. Denn neben Einrichtungen wie Robotern, Umdrehstationen, Rückführungsbändern und Hebehilfen müssen sowohl der Entgratungsprozess als auch die Handhabung in das Produktionsverfahren des Kunden softwaregesteuert integriert werden. Eine erste Voraussetzung dafür ist, dass die Entgratungsmaschinen vollständig softwaregesteuert sind. Das ist bei den Q-Fin-Maschinen der Fall; sie sind „Industry 4.0 ready“, wie es heißt. Gemeinsam mit Motivate aus Tilburg wurde das Qonnect+ Plattform entwickelt.

Dieses verknüpft die Maschinen mit allen gängigen ERP-Systemen, so dass sie von ERP aus gesteuert werden können. Qonnect+ kann auch mit allen anderen Software- und Hardware-Systemen in der Produktion verknüpft werden. Zum Beispiel mit AGVs, die die Blechteile zuführen und wieder abführen. Anton Bax, der Eigentümer von Q-Fin, erklärt: „Unsere Lösungen werden funktionieren. Das wissen wir bereits. Jetzt liegt es an den Kunden, in ihrem ERP-System die Programme zu definieren, die unsere Maschinen ausführen sollen.“

Entscheidende Rolle von 3D-Vision

Ein wesentlicher Bestandteil der Automatisierung des Handhabungsprozesses ist die Anwendung von 3D-Vision. 3D-Vision-Kameras erkennen die angebotenen Produkte und liefern somit die erforderlichen Informationen zur Steuerung des gesamten Prozesses. In diesem Bereich arbeitet Q-Fin eng mit Affix Engineering aus Best zusammen, einem Unternehmen, das Robotikintegratoren und Maschinenbauer bei der Robotprogrammierung und der Bildverarbeitung unterstützt. „Wir sind im Grunde die Experten, die den Experten helfen“, sagt Danny de Greef, CEO und Gründer von Affix. Er hat umfangreiche Erfahrungen bei renommierten Automobilherstellern gesammelt und begann seine Tätigkeit bei Affix vor einigen Jahren, nachdem er eine Untersuchung in der Region Eindhoven durchgeführt hatte, um herauszufinden, was im Bereich Robotik und Bildverarbeitung gespielt hat. „Es stellte sich heraus, dass alle Robotikintegratoren damit zu kämpfen hatten und es sich um echte Kopfschmerzen handelte. Wir hörten sie sogar sagen: ‚Die beste Vision ist keine Vision‘.“ Die Erfahrung von De Greef in der Automobilindustrie war jedoch völlig anders. Er weiß, was mit 3D-Vision erreicht werden kann, und sah eine Möglichkeit, damit den Unterschied zu machen.

Erkennen von dünnen Blechteilen

Das tut Affix jetzt bei Q-Fin. Anfang dieses Jahres wurde Affix zum Vertriebspartner für die 3D-Vision-Systeme von Mech-Mind in den Benelux-Ländern. Diese eignen sich hervorragend für die Anwendung bei der Automatisierung von Entgratungsmaschinen. Dies liegt zunächst daran, dass die Mech-Mind-Systeme mit den neuesten Technologien arbeiten. Die Kombination aus Projektion und Laser mit raffinierter Software führt zu einer äußerst schnellen Verarbeitung der Kamerabilder. Dadurch kann eine gesamte Palette mit der erforderlichen Genauigkeit gescannt werden, um dünne Blechteile zu erkennen. Darüber hinaus kann Mech-Mind laut De Greef viel mehr als andere 3D-Vision-Systeme, die in der Regel nicht über das Aufnehmen eines Objekts hinausgehen. „Dieses System hört nicht nach dem Aufnehmen eines Objekts auf… Dafür mussten wir einige Anpassungen vornehmen. Wir konnten einen Code hinzufügen und Funktionen schreiben, so dass wir das gesamte Bild von der Aufnahme der Teile durch den Roboter bis hin zur effizientesten Befüllung des Bandes und zur Verarbeitung nach der Bearbeitung in der Maschine erstellen können.“ Danny de Greef traut sich zu sagen, dass 3D-Vision für die Automatisierung des Entgratungsprozesses, wie ihn Q-Fin vorschwebt, entscheidend ist. Denn damit können Blechteile schnell und präzise erkannt und aufgenommen werden, auch wenn sie komplexe Konturen und/oder viele Löcher aufweisen, groß oder klein, dick oder dünn sind. Auf die Frage, ob ein Mech-Mind-System alle Blechteile erkennen kann und es grundsätzlich möglich ist, 100 Prozent aller Teile automatisch zu bearbeiten, sagt De Greef: „Das werden wir sehen. Bisher hatten wir noch keine Teile, die wir nicht bewältigen konnten, wobei eine Blechstärke von 1 mm die Untergrenze darstellt. Jetzt geht es darum, die Systeme kontinuierlich weiterzuentwickeln und kundenspezifischer zu gestalten.

Fortschritte machen

Dies geschieht zunächst mit den Einführungskunden von Q-Fin Handling Solutions. Einer von ihnen ist Inno Metaal. Schon bevor dieses in Eindhoven ansässige Unternehmen wirklich damit beginnt, hat Affix bereits seinen ersten Erfolg erzielt: „Inno Metaal möchte, dass alle Produkte längs positioniert werden“, sagt De Greef. „Wir haben dies mit einigen Anpassungen geschafft, die wir in kürzester Zeit umsetzen konnten. Dies sind keine langwierigen Prozesse; wir können echte Fortschritte erzielen.“ Fortschritte zu erzielen ist ein Aspekt, der Gertjan van den Hazelkamp, Geschäftsführer und Miteigentümer von Inno Metaal, anspricht. Er ist gerne bereit, mit seinem Unternehmen als Einführungskunde zu dienen und gehört sogar zu den treibenden Kräften hinter den Bemühungen zur Automatisierung des Entgratungsprozesses. Inno Metaal hat sich auf Feinblech- und Schweißarbeiten sowie auf komplette Baugruppen einschließlich Steuerungen, Antriebe und fortschrittliche Software spezialisiert. Im Unternehmen sind mehrere Entgratungsmaschinen im Einsatz, darunter zwei von Q-Fin. Der Hauptgrund für die Automatisierung dieser Handhabung ist der chronische Personalmangel. Van den Hazelkamp sagt: „Es ist sehr schwierig, für diese Art von Arbeit Mitarbeiter zu finden. Es ist langweilig und monoton, insbesondere bei großen Serien. Oft sagen die Leute, dass sie es nach ein oder zwei Monaten nicht mehr machen wollen.“

Verheißungsvoller Pilot

Inno Metaal arbeitet branchenübergreifend daran, mehr mit weniger Mitarbeitern zu erreichen. Das Unternehmen erhöht sein Automatisierungsniveau und überprüft jeden Prozess zu diesem Zweck. Ein Visionsexperte führte einmal einen Automatisierungs-Scan durch die gesamte Fabrik durch mit der zentralen Frage: Wo können wir Arbeitskosten reduzieren? Alle Prozesse wurden untersucht, und der Entgratungsprozess stach heraus. Deshalb wandte sich Van den Hazelkamp an Q-Fin mit der Bitte, sich gemeinsam auf dieses Abenteuer einzulassen. Gemeinsam führten sie einen einfachen Pilotversuch mit einem Roboter und einer 3D-Vision-Kamera durch. Die Ergebnisse waren so vielversprechend, dass sie beschlossen, weiterzumachen, besonders da Q-Fin immer mehr Anfragen von anderen Kunden erhielt.

Herausforderungen für Greifer

Inzwischen wurde bei Inno Metaal eine neue F1200 XL-Maschine mit vier Arbeitsstationen installiert, die alle gesteuert werden können, einschließlich automatischer Höhenverstellung an den Bürstenmotoren und Schleifbändern. Bald wird eine Handhabungslösung hinzugefügt. Die Entwicklungsabteilung bei Inno Metaal wird dabei mit den Mitarbeitern von Affix und Q-Fin zusammenarbeiten. Van den Hazelkamp erwartet insbesondere Herausforderungen bei den Greifern. „Wir denken, dass wir eine Bibliothek von etwa zwanzig Greifern erstellen müssen, die unsere gesamte Produktpalette bewältigen können. Deshalb haben wir bereits ein Schnellwechselsystem für diese Greifer gekauft.“

Das Ziel von Q-Fin ist es, mindestens 80 Prozent der Entgratarbeit für seine Kunden zu automatisieren. Van den Hazelkamp hält dies für eine realistische Perspektive, zumindest für sein Unternehmen. „Ob ein solcher Prozentsatz natürlich erreichbar ist, hängt von der spezifischen Unternehmenssituation ab. Aber wir haben viel wiederholende Arbeit und relativ große Serien. Außerdem werden die Teile bereits gestapelt von unserem Laser und Stanzlaser geliefert. Deshalb denke ich, dass der Aufbau einer Greiferbibliothek es uns ermöglichen wird, rasche Fortschritte zu erzielen.“

Neben Inno-Metaal ist auch VDL Technics in Boxtel ein Einführungskunde für größere Blechteile. Anton Bax wird den Fortschritt in beiden Unternehmen mit überdurchschnittlichem Interesse verfolgen, da er eine hohe Nachfrage nach diesen Arten von Lösungen auf dem Markt spürt. „Wir haben etwa drei oder vier Kunden, die sagen, sie möchten es auch, wenn es funktioniert. Und es funktioniert. Davon sind wir überzeugt!“