Der Schlaue Klaus Lite sichert die Qualität bei Ziehl-Abegg
Ziehl-Abegg ist einer der führenden Hersteller für Luft- und Klimatechnik-Anlagen. Die Leiterplatten für die vom Unternehmen gefertigten Produkte stammen aus eigener Herstellung. Sicherzustellen, dass diese auch einwandfrei funktionieren, ist entscheidend für den weiteren Einsatz. Verantwortlich dafür ist das Qualitätssicherungspersonal. Die Mitarbeiter dieser Abteilung sind speziell geschult – sie finden immer wieder Fehler, die anderen entgehen. Doch auch sie bemerken nicht alles.
Um die Zuverlässigkeit der eigenen Produkte weiter zu verbessern und zugleich die Mitarbeiter zu entlasten, machte sich Ziehl-Abegg auf die Suche nach sinnvollen Lösungen für die Qualitätskontrolle. Beim Schlauen Klaus der Optimum datamanagement solutions GmbH wurden sie schließlich fündig.
Automatische optische Inspektion ergänzt Leiterplattenprüfung
Der Schlaue Klaus ist in seiner ausgewachsenen Version ein vollständiges digitales Werker-Assistenzsystem. Wareneingangskontrolle, automatische optische Identifikation, Qualitätssicherung und optische Endkontrolle beherrscht er perfekt. Ziehl-Abegg jedoch benötigte eine schlanke Version. Denn die Qualitätskontrolle des Unternehmens ist mobil und lässt sich nach Bedarf an den verschiedenen Produktionsstraßen einsetzen.
Der Schlaue Klaus Lite war dafür genau das passende Produkt. „Wir haben den Schlauen Klaus nur in dem Umfang gekauft, wie es für uns nötig war. Und auf zusätzliche Funktionen verzichtet“, sagt Maik Oberst, Abteilungsleiter Leiterplattenfertigung Ziehl-Abegg. Das System wurde sehr kompakt konstruiert und in das bestehende Prüfsystem integriert. „Dank der reduzierten Bauform können wir den Schlauen Klaus in den Fertigungslinien einsetzen, in denen er wirklich benötigt wird. Ein separates Gerät für jede Prüfstation ist dadurch nicht zwingend notwendig“, erklärt Oberst.
Die optische Prüfung durch das System dauert nur wenige Augenblicke. Dafür wird die Leiterplatte kurz unter die Kamera gelegt. Der Schlaue Klaus Lite gleicht dann in Echtzeit die eingehenden Bilder mit den in seiner Datenbank hinterlegten Informationen ab und gibt ein optisches sowie akustisches Okay, wenn die Inspektion erfolgreich war. Im Fehlerfall gibt das Assistenzsystem auch dazu eine entsprechende Rückmeldung.
Zur Kommunikation mit weiteren Prüfgeräten wird während des Prüfprozesses automatisch eine Freigabedatei befüllt. Sie bestätigt, dass die Bestückung korrekt durchgeführt ist und wird an den Funktionscomputer übergeben. Dieser führt dann seinen eigenen Test durch und prüft die einzelnen Komponenten auf ihre technische Funktionalität. Prüfer*innen können sich voll und ganz auf den Ablauf am Gerät konzentrieren und sich auf das Ergebnis verlassen.
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Die Technik im Hintergrund
Ausgestattet ist der Schlaue Klaus Lite im Falle Ziehl Abegg‘s mit zwei verschiedenen Kameras, die trotz kompaktem Rechner ein hohes Erkennungstempo mit detailgenauer Präzision kombinieren. Die erste Kamera arbeitet im Standard mit 18 Megapixeln. Sie ermöglicht Echtzeit-Geschwindigkeit und ist für 90% der Prüfprozesse vollkommen ausreichend. Sind Detailaufnahmen gefragt, kommt die zweite Kamera zum Einsatz. Diese hat eine Auflösung von 42 Megapixeln und befähigt somit den Schlauen Klaus, auch kleinste Bauteilmerkmale wie gelaserte Matrixcodes o.ä. zu erkennen.
Zur Verarbeitung eingehender Informationen verfügt der Schlaue Klaus Lite selbst in der kleinen Version über einen leistungsstarken Rechner mit 8-Kern-Prozessor. Die integrierte Bildverarbeitungssoftware ermöglicht einen Abgleich der Aufnahmen mit den im System hinterlegten Referenzbilddaten in Echtzeit.
Zu den Standard-Bildverarbeitungsalgorithmen kommen auch neuronale Netzwerke zum Einsatz. Diese verwendet Optimum, um eines der größten Probleme kamerabasierter Assistenzsysteme zu lösen: Das Erkennen und Identifizieren von flexiblen bzw. variablen Bauteilen und Materialien. Ihre Flexibilität sorgt dafür, dass sie praktisch eine unendliche Zahl an möglichen Erscheinungen annehmen können. Der Abgleich ist entsprechend komplex, erfordert eine Menge Rechenleistung und ist zudem häufig mit nur einem Referenzbild nicht erfolgreich. Dank des neuronalen Netzwerkes erkennt der Schlaue Klaus Lite die relevanten Muster der Merkmale und lernt, diese zu verknüpfen. Dadurch kann er flexible Materialien korrekt identifizieren und prüfen.
Über Ziehl-Abegg
Ziehl-Abegg hat seinen Hauptsitz im baden-württembergischen Künzelsau und gehört zu den international führenden Unternehmen im Bereich der Luft-, Regel- und Antriebstechnik. Einsatzgebiete der innovativen Produkte sind beispielsweise Wärme- und Kälteanlagen oder Reinraum- und Agraranlagen. Ein weiterer Bereich sind elektrische Motoren für Aufzüge, medizinische Anwendungen (Computertomografen) oder Tiefsee-Unterwasserfahrzeuge.
Überdies wurde 2012 das Thema Elektromobilität bei der Ziehl-Abegg Automotive GmbH & Co. KG angesiedelt – das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt elektrische Antriebe für Busse und Nutzfahrzeuge.
Erfolgreiche Prüfungen und Dokumentationen
Neben den visuellen Daten ist der Schlaue Klaus zudem in der Lage, auch zahlreiche weitere angeschlossene Geräte zu erkennen und deren Informationen in den Prüfprozess mit einfließen zu lassen. So lassen sich beispielsweise Daten von Drehmomentschraubern auswerten, die korrekte Ausführung des Arbeitsschrittes erfassen und der gesamte Vorgang dokumentieren.
Um eine erfolgreiche Prüfung im weiteren Verarbeitungsprozess oder gegenüber dem Endkunden nachzuweisen, ist optional ein Dokumentations-Modul verfügbar. Dieses erfasst und speichert alle während der Montage oder Bestückung ermittelten Messwerte und Kamerabilder automatisch. So lässt sich die erfolgreiche Prüfung jederzeit lückenlos nachweisen.
Der Schlaue Klaus Lite lässt sich ohne großen Aufwand in die meisten vorhandenen Fertigungsstraßen integrieren. Die Software ist so geschrieben, dass sich auch ohne bestehende API zügig Insellösungen realisieren lassen, um das System auf den individuellen Bedarf und die spezifischen Anforderungen eines Unternehmens zuzuschneiden. Betriebseigene Prozessnummern, Datenbanken und Abläufe lassen sich dadurch ohne großen Aufwand abbilden und integrieren.
Diese Flexibilität spielt der Schlaue Klaus Lite auch an anderer Stelle aus. Denn Soft- und Hardware sind grundsätzlich darauf ausgelegt, das Assistenzsystem in verschiedenen Abteilungen einzusetzen. Die Bilderkennung funktioniert im Warenein- und -ausgang ebenso wie in der Montage und der Qualitätskontrolle. Bei Kapazitätsengpässen sind Aufgaben und Aufträge schnell und ohne großen Aufwand an andere Standorte verlagert.
Kleiner Bruder ganz groß
Um in der manuellen Produktion ganz vorn dabei zu sein, ist Fachwissen, Tempo und Können der Werker ein entscheidender Faktor. Das ist auch bei Ziehl-Abegg nicht anders. Die Leiterplattenfertigung des Unternehmens produziert täglich Tausende der wichtigen Komponenten für Lüftungs- und Klimaanlagen sowie für Aufzüge.
Da auch den versiertesten Arbeiter*innen Fehler unterlaufen, ist eine verlässliche Qualitätssicherung entscheidend. Doch bei der Menge an Leiterplatten, die pro Tag zu prüfen sind, kommt das Qualitätssicherungsteam irgendwann an seine Grenzen. Abhilfe schafft der Schlaue Klaus Lite. Denn das von der Firma Optimum datamanagement solutions GmbH aus Karlsruhe entwickelte System prüft die erste Leiterplatte genauso zuverlässig wie die Tausendste. Darauf können sich Unternehmen und Anwender verlassen. Und so sicherer, schneller und entspannter Arbeiten.