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Hundertprozentige Qualitätsprüfung montagefertiger Möbelteile

Ikea Industry Poland produziert unter anderem Möbelteile, die automatisiert mit Folien laminiert werden. Kritisch sind dabei vor allem die Kanten: Hier muss genau geprüft werden, ob die Qualität stimmt. Die vollautomatische
Inspektion garantiert Vision-Software von Cognex. 
10:05
Nicht jeder hat Möbel von Ikea, aber fast jeder kennt die Marke. Dieser Erfolg ist ein Resultat des Konzepts, die MÖbei als Bausätze anzubieten; Nach dem Kauf baut sich der Kunde sein Möbelstück nach Anleitung selbst zusammen. Zudem wurden bereits Mitte der 1960er Jahre die Produktlager zum Verkaufsraum - eine Strategie, die ebenso zum Erfolg führte wie die Niedrigpreispolitik und die modernen Maiketingkonzepte. Technologisch beschritt das schwedische Unternehmen von Anfang an innovative Wege. Schon Anfang der 1970er Jahre erkannteIkea die Bedeutung der Automatisierung. 
 

Möbel veredeln durch Laminierung 

Rund 12000 Artikel haben die Schweden im Sortiment. Ein bekanntes Produkt ist das Regalsystem Billy. Die Regalteile bestehen aus kunststoffbeschichteten und furnierten Spanplatten. Die Kanten sind dabei mit Kunststoffbändern beschichtet. Aktuell sind die Billy-Regale in mehreren Farben und Oberflächen verfügbar. Dieses Beispiel ist nur ein prominentes aus der großenIkea-Welt, die Produktion der verschiedenen Möbelbauteile ist jedoch häufig identisch. Ein wichtiger Verfahrensschritt ist dabei das Aufbringen moderner Folien auf die Holzwerkstoffe zur optischen Veredelung. 

Auch bei Ikea Tndustry Poland werden Möbelelemente per Laminierung hergestellt. Dabei werden in einer Laminierungsmaschine Folien mit Leim auf beide Seiten der Holzwerkstoffplatten aufgebracht. Danach trimmt eine Schneidemaschine das überschüssige Material an den Kanten auf die richtige Länge. Werden Prozessparameter nicht korrekt eingehalten, kann es schnell vorkommen, dass die Folie falsch aufgeleimt wird. Das hat besonders an den Kanten optische Nachteile. Der Produktionsprozess ist sehr flexibel bezüglich möglicher Farben und Laminierungyarten. Im Moment führt Ikea zehn verschiedene Varianten im Sortiment, beispielsweise Birken- und Eichenholz sowie glatte Flächen in Weiß, Schwarz oder Rosa. In Summe werden jeden Tag pro Schicht etwa 3000 Platten laminiert - das ergibt einen durchschnittlichen Ausstoß von 375 Stück pro Stunde.


Manuelle Prüfung ist keine Option

Mängel werden beim Fertigprodukt nicht akzeptiert. Theoretisch müsste deshalb ein Facharbeiter am Fließband die Kanten der Regalteile einer visuellen Prüfung unterziehen. Jedoch hat sich herausgestellt, dass das manuelle Kontrollieren nicht effektiv ist. Denn ein Arbeiter allein kann nicht xeitgleich beide Seiten der Teile kontrollieren - zumaler es kaum schaffen würde, alie Mängel bei Bandgeschwindigkeiten von bis zu 50 m/min zu erkennen. Die manuelle Kontrolle wäre außerdem gefährlich für die Inspekteure am Band, da sie sehr nah an die schnell bewegten Teile heran müssten, um fehlerhafte Stellen zu erkennen. Deshalb hat der Systemintegrator Automatech für die Prüfung der laminierten Bauteile eine Maschine mit einem Inspektionssystem entwickelt, das aufßijdverarbeitung von Cognex basiert.

Automatech ist ein hochspezialisiertes polnisches Engineering-Unternehmen mit über 20 Jahren Erfahmng in der industriellen Automation. Der Systemintegrator stellt seinen Kunden Dienstleistungen sowie Komponenten und Systeme weltweit führender Hersteller - wie etwa Cognex - zur Verfügung. Ein großer Teil der von Automatech entwickelten Lösungen wird nach den individuellen Anforderungen der Industriekunden realisiert. Daher sind die Projekte fast immer Unikate mit prototypischem Charakter. Zu den Lösungen gehören auch applikationsbezogene Systeme zur Qualitätskontrolle - deshalb war das Unternehinen für die Aufgabe bei Ikea der prädestinierte Partner.


Vollautomatische Prüfung umgesetzt 

Für Ikea Industry Poland hat Automatecti eine vollautomatische Prüfanlagc realisiert, mit der eine 100-Prozent-QuaIitätsprüfung der Regalteile durchgeführt werden kann. Das Bildverarbeitungssystem setzt voll auf die Technologie von Cognex. So werden unter anderem die Software Cognex Designer und die Toolbox Visionpro  genutzt. Hardwareseitig kommen eine CIO-24-Karte und mehrere 2-Gige-High-Resolution-Kameras 7um Einsatz. Die Komponenten sind in einem Maschlnenrahmen mit Auslcuchtung verbaut, durch den die Werkstücke in rascher Abfolge transportiert werden. Der für Ikea entwickelte Aufbau prüft die Qualität der Dekorationsfolie auf beiden Bauteilseiten ohne manuelles Eingreifen. 

Die Anlage wurde speziell für die Holzindustrie konzipiert, um den Ausschuss infolge fehlerhafter Kanten zu minimieren. Zielsetzung von Ikea war vor allem die Erkennung und Beseitigung von überschüssigem Leim, lückenhafter Folierung und Ablösungen der Folie. Pro Schicht fallen meist nur wenige Bauteile bei der Qualitätsprüfung durch. Bei fehlerhaften Teile werden die Abschnitte abgetrennt, an deneu Mängel erkannt wurden. Die beschädigten Stücke werden gekennzeichnet und manudJ aussortiert. Entscheidend bei der Applikation war, dass Teile mit fehlerhaften Kanten nicht mehr in den normalen Produktionsablaufgelangen können und die Kanten nicht fortwahrend manuell geprüft werden müssen.


Qualitätsanforderungen werden erfüllt 

In der Ikea-Applikation werden die 2-Gige-Flächenkameras (60 fps) und die Beleuchtungsmodule von präzisen Servomotoren bewegt, weil die Bauteilbreite variabel ist (600 bis l 300 mm) und der zu prüfende Werkstückbereich schnell und genau angefahren und fokussiert werden muss. Nach der BiJdaufzeichnung werden die Daten direkt ausgewertet. Die CIO-24-Karte ist die von Cognex empfohlene I/0-Karte, sobald Bildverarbeitungslösungen auf industriellen Standard-PCs ausgeführt werden. In Ergänzung dazu bietet der 4-Port-Gige-Framegrabber Cognex 8704e eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit selbst bei vier angeschlossenen Kameras.

Softwareseitig ermöglicht der Cognex Designer ein rasches Erstellen kompletter Bildverarbeitungsanwendungen, wobei der Anwender sofort den vollen Nutzen aus der begleitenden Visionpro Software ziehen kann - ein intelligentes, nutzbringendes Tool, das unkritische Änderungen beim Aussehen der Prüfstellen ignoriert und sich ganz auf die kritischen Merkmale konzentriert. Verschiedene Kalibriertools korrigieren Linsenverzerrungen, Kameradrehungen und -schieflagen.
Das von Automatech auf der Basis dieser Cognex Komponenten entwickelte Jeistungyfähige System zur Rationalisierung des Prüfprozesses bei Ikea vermindert den Produktionsausschuss. So hat der Hersteller jederzeit die Garantie, dass seine Produkte bestmöglich denQualitätsanforderungen genügen.

Autor: ANNA KOŁODZIEJCZYK-MIECIEK UND JANINA GUPTILL

 

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