Fallstudie zu optischen Systemen

Automatisiertes Testsystem für Brillengläser

Uvex, Werk Fürth

Ausgangssituation

OLIGO surface controls wurde beauftragt, ein automatisiertes Testsystem für Brillengläser zu entwickeln. Im Vorfeld stellte uns die Firma Uvex mehrere Fehlermuster und Gutteile zur Verfügung, zudem wurden anhand eines Fehlerkatalogs die Fehlerklassen definiert.

Vorgehensweise / Herausforderung

Nach sorgfältigen Tests mit mehreren verschiedenen Hardware-Setups haben wir uns für einen Partner für die Hardware und das GUI entschieden, um das System zu vervollständigen. Das System umfasst eine 5MP High End Kamera, eine speziell modifizierte Streiflichtleuchte und einen Controller (Industrie-PC).

Lösung – Ablauf des Prüfprozesses

Der Roboter führt die zu testende Brille/Brillengläser an die Leuchte heran, aufgrund der Wölbung müssen beide Gläser separat geprüft werden. Innerhalb weniger Millisekunden werden mehrere Streifenmuster eingeblendet. Der Abstand zwischen der Kamera, welche am Kugelkopf montiert ist und dem Prüfling beträgt dabei etwa 270 mm, während der Abstand vom Prüfling zum Streifenlicht bzw. zur Beleuchtungseinheit etwa 50 mm beträgt. Die Dauer des Prüfvorganges beträgt je nach Anzahl der Fehlerklassen 10 – 30 Millisekunden.

Der Kontrollmonitor mit Touchscreen zeigt alle wichtigen Informationen an, einschließlich der Fotos beider Brillengläser. Fehler werden je nach Fehlerklasse mit einem roten oder grünen „X“ markiert, wobei ein rotes „X“ auf einen Fehler hinweist. Die Bedienoberfläche ist individuell anpassbar.

Wird kein Fehler erkannt, oder Fehler die im Toleranzbereich liegen, legt der Roboter die Brille auf das Fließband.

Wird ein Fehler erkannt, legt der Roboter die Brille in einen dafür vorgesehenen Container. Es können mehrere Container aufgestellt werden, um die Brillen nach Fehlerklassen zu separieren. So ist es im Nachgang möglich, die Fehlteile nochmals manuell zu überprüfen und die Fehlerschwelle anzupassen und so den Ausschuss zu minimieren.

Ergebnis

Das System bringt dem Kunden folgende Vorteile:

  1. Eine Minimierung des Fehlerschlupfes. Das System arbeitet 24/7 ohne Schwankungen auf gleichbleibend hohem Niveau.
  2. Das System erkennt eine Anhäufung bestimmter Fehler und gibt eine Warnmeldung. So können Fehlerquellen schnell erkannt und abgestellt werden.
  3. Fehlerklassen und Anzahlen werden ausgewertet, es ist zu jeder Zeit möglich, Fehlerquellen wie Verschmutzungen oder fehlerhafte Beschichtungen zu lokalisieren und die Ursachen abzustellen und eine Statistik über die Häufigkeit, zB pro Schicht der jeweils auftretenden Fehlerklassen zu führen.
  4. Unabhängig von der Auslastung des Systems findet eine 100% Kontrolle statt.
  5. Eine deutliche Einsparung von Arbeitsstunden bei Minimierung des Fehlerschlupfes bedeutet eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit. Der ROI kann vorab berechnet werden.