3D-Vision entscheidend beim automatischen Entgraten, Verrunden und Finishen

Hinter dem Q-Fin-Gelände ist das neue Gebäude für die künftige Abteilung Q-Fin Handling Solutions in vollem Gange. Wenn dieses Gebäude im September fertiggestellt ist, werden hier verschiedene Arbeitsvorrichtungen präsentiert, die das Handling rund um das maschinelle Entgraten, Verrunden und Finishen von Blechteilen automatisieren werden. Die Maschinen von Q-Fin sind dafür bereits voll einsatzbereit. Sie sind softwareseitig so weit fortgeschritten, dass alle Stationen ferngesteuert werden können; lediglich der Schleifbandverschleiß kann noch nicht gemessen werden. Jetzt liegt es an den Endanwendern, diese Lösungen in ihre Produktionsprozesse zu integrieren. Inno Metaal, einer der Startkunden, ist überzeugt, dass dies gelingen wird.

PlaatBewerkingsNieuws / 27-06-2023



Q-Fin Handling Solutions wurde mit dem Ziel gegründet, die Benutzer von Q-Fin-Maschinen zu entlasten. Der in Bergeijk ansässige Maschinenbauer will Komplettlösungen für die Aufnahme von Blechteilen, das Entgraten, Verrunden und Finishen in der Maschine und die anschließende Ablage anbieten.

 

Qonnect+ Platform

Um dies zu ermöglichen, arbeitet das Unternehmen mit verschiedenen Partnern zusammen. Denn neben Einrichtungen wie Robotern, Wendestationen, Rückführbändern und Hebehilfen müssen auch der Entgratungsprozess sowie das Handling softwaretechnisch in den Produktionsprozess des Kunden integriert werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Entgratmaschinen vollständig per Software konfiguriert werden können. Die Q-Fin-Maschinen sind "Industrie 4.0 ready". Gemeinsam mit Motivate aus Tilburg wurde die Platform Qonnect+ entwickelt.

Diese verbindet die Maschinen mit allen gängigen ERP-Paketen, so dass sie vom ERP ausgesteuert werden können. Qonnect+ kann auch mit allen anderen Soft- und Hardwaresystemen in der Produktion verbunden werden. Zum Beispiel mit AGVs, die Blechteile zu- und abführen. Q-Fin-Inhaber Anton Bax: "Unsere Lösungen werden funktionieren. Das wissen wir jetzt schon. Jetzt liegt es an den Kunden, in ihrem ERP-System die Programme zu definieren, die unsere Maschinen ablaufen müssen."

 

Entscheidende Rolle der 3D-Vision

Ein wesentlicher Bestandteil bei der Automatisierung des Handhabungsprozesses ist der Einsatz von 3D-Vision. 3D-Vision-Kameras erkennen die Produkte, die präsentiert werden, und liefern die Informationen, die zur Steuerung des gesamten Prozesses erforderlich sind. In diesem Bereich arbeitet Q-Fin eng mit Affix Engineering aus Best zusammen, das Roboterintegratoren und Maschinenbauer bei der Roboterprogrammierung und dem maschinellen Sehen unterstützt. "Wir sind eigentlich die Spezialisten, die die Spezialisten unterstützen", sagt Danny de Greef, CEO und Gründer von Affix. Er sammelte viel Erfahrung bei namhaften Automobilherstellern und gründete Affix vor einigen Jahren, nachdem er in der Region Eindhoven recherchiert hatte, was sich dort in Sachen Robotik und Bildverarbeitung tatsächlich tut. "Es stellte sich heraus, dass alle Roboterintegratoren mit diesem Thema zu kämpfen hatten und dass sie alle Kopfschmerzen hatten. Wir hörten sie sogar sagen: 'Die beste Vision ist keine Vision'."

De Greefs Erfahrung in der Automobilindustrie war jedoch ganz anders. Er weiß, was man mit 3D-Vision erreichen kann, und sah eine Chance, damit etwas zu bewirken.

 

Erkennung von dünnen Blechteilen

Das ist es, was Affix jetzt bei Q-Fin macht. Seit Anfang dieses Jahres ist Affix der Benelux-Vertriebspartner für die 3D-Vision-Systeme von Mech-Mind. Diese eignen sich hervorragend für die Automatisierung von Entgratungsmaschinen. Das liegt in erster Linie daran, dass die Mech-Mind-Systeme mit der neuesten Technologie arbeiten. Die Kombination von Projektion und Laser mit einer raffinierten Software führt zu einer blitzschnellen Verarbeitung der Kamerabilder. So kann eine ganze Palette mit der erforderlichen Genauigkeit gescannt werden, um dünne Blechteile zu erkennen.

Außerdem, so sagt De Greef, kann Mech-Mind viel mehr als andere 3D-Vision-Systeme, die in der Regel nicht über das Erfassen eines Objekts hinausgehen. "Dieses System hört nicht auf, nachdem es ein Objekt ausgewählt hat. Dafür mussten wir einige Änderungen vornehmen. Wir konnten Code hinzufügen und Funktionen schreiben, die es uns ermöglichten, das gesamte Bild vom Roboter, der die Teile aufnimmt und das Band so effektiv wie möglich füllt, bis hin zur Verarbeitung nach der Bearbeitung in der Maschine zu erstellen."

Danny de Greef wagt zu behaupten, dass die 3D-Vision für die Automatisierung des Entgratungsprozesses, wie sie von Q-Fin angestrebt wird, unerlässlich ist. Denn sie ermöglicht es, Blechteile schnell und genau zu erkennen und aufzunehmen: auch wenn sie komplexe Konturen und/oder viele Löcher haben, groß oder klein, dick oder dünn sind. Auf die Frage, ob ein Mech-Mind-System alle Blechteile erkennen kann und damit dank 3D-Vision im Prinzip eine automatische Nachbearbeitung von 100 Prozent aller Teile möglich ist, sagt De Greef: "Wir werden sehen. Bisher hatten wir noch keine Teile, die wir nicht bearbeiten konnten, wobei eine Blechdicke von 1 mm eine untere Grenze darstellt. Jetzt geht es darum, die Systeme weiterzuentwickeln und immer kundenspezifischer zu gestalten.

Fortschritte machen

Dies wird zunächst mit den ersten Kunden von Q-Fin Handling Solutions geschehen. Einer von ihnen ist Inno Metaal. Noch bevor das Unternehmen mit Sitz in Eindhoven das System einsetzt, hat Affix bereits einen ersten Erfolg erzielt: "Inno Metaal möchte, dass alle Produkte in Längsrichtung angeordnet werden", sagt De Greef. "Das haben wir mit ein paar Anpassungen geschafft, die wir sehr kurzfristig realisieren konnten. Es sind keine langen Strecken, wir können richtig Fahrt aufnehmen."

Das Setzen der Segel ist ein Aspekt, der Gertjan van den Hazelkamp, Direktor und Miteigentümer von Inno Metaal, sehr gefällt. Er fungiert mit seinem Unternehmen gerne als Startkunde und ist sogar eine der treibenden Kräfte hinter den Bemühungen, den Entgratungsprozess zu automatisieren. Inno Metaal stellt spezialisierte Feinblech- und Schweißarbeiten sowie komplette Baugruppen einschließlich Steuerungen, Antrieben und fortschrittlicher Software her. In dem Unternehmen sind mehrere Entgratungsmaschinen im Einsatz, darunter zwei von Q-Fin. Hier werden die Blechteile, die von der Laserschneidmaschine und der Stanzlaser-Kombination kommen, gestapelt angeliefert. Sie werden dann manuell durchgeschleust. Der Hauptgrund für die Automatisierung dieser Handhabung ist der strukturelle Personalmangel. Van de Hazelkamp: "Es ist sehr schwierig, Leute für diese Art von Arbeit zu finden. Sie ist langweilig und eintönig, vor allem bei großen Serien. Oft geben die Leute schon nach ein oder zwei Monaten an, dass sie diese Arbeit nicht mehr machen wollen."

 

Vielversprechender Pilot

Inno Metaal arbeitet in allen Bereichen daran, mit weniger Mitarbeitern mehr zu erreichen. Deshalb erhöht das Unternehmen den Automatisierungsgrad, und dafür wird jeder Prozess unter die Lupe genommen. Ein Visionsexperte hat bereits einen Automatisierungsscan im gesamten Werk durchgeführt, mit der zentralen Frage: Wo können wir Arbeit abbauen? Alle Prozesse wurden unter die Lupe genommen, und der Entgratungsprozess schnitt dabei besonders gut ab. Das war für Van den Hazelkamp Grund genug, sich an Q-Fin zu wenden und sie zu bitten, sich gemeinsam auf das 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. Zumal Q-Fin auch 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 der automatischen Höheneinstellung der Bürstenmotoren und Schleifbänder. Daran wird nun in Kürze eine Handhabungslösung angeschlossen. Dabei wird die technische Abteilung von Inno Metaal mit den Mitarbeitern von Affix und Q-Fin zusammenarbeiten. Van den Hazelkamp rechnet vor allem bei den Greifern mit einigen Herausforderungen. "Wir denken, dass wir eine Bibliothek von etwa 20 Greifern aufbauen müssen, mit denen wir unser gesamtes Produktsortiment abdecken können. Deshalb haben wir bereits ein Schnellwechselsystem für diese Greifer angeschafft."

Q-Fin hat sich zum Ziel gesetzt, mindestens 80 Prozent der Entgratungsarbeiten bei seinen Kunden zu automatisieren. Van den Hazelkamp hält das für eine realistische Perspektive, zumindest für sein Unternehmen. "Ob ein solcher Prozentsatz realisierbar ist, hängt natürlich von der jeweiligen Geschäftssituation ab. Aber wir haben viele Wiederholaufträge und relativ große Serien. Außerdem werden die Teile bereits gestapelt von unserem Laser und Stanzlaser geliefert. Deshalb denke ich, dass wir mit dem Aufbau einer Greiferbibliothek sehr schnell aussteigen können."

Neben Inno-Metaal ist auch VDL Technics in Boxtel ein Startkunde für die etwas größeren Blechteile. Anton Bax wird die Fortschritte bei beiden Unternehmen mit mehr als durchschnittlichem Interesse verfolgen. Denn er spürt einen großen Bedarf für diese Art von Lösung auf dem Markt. "Wir haben etwa drei oder vier Kunden, die sagen, dass sie es auch haben wollen, wenn es funktioniert. Und es funktioniert. Davon sind wir überzeugt!"