Qualitätsprüfung mit Cobots
Automatisierte Inspektion: Optisch, Taktil und Physikalisch
Die Qualitätskontrolle ist der entscheidende Faktor für die Produktsicherheit. Manuelle Prüfungen – sei es durch Sichtkontrolle oder handgeführte Messgeräte – unterliegen jedoch menschlichen Schwankungen. Zudem sind viele moderne Prüfverfahren (wie Ultraschall-Scans) manuell kaum mit der nötigen Konstanz durchführbar.
Cobots bieten hier die ideale Plattform für präzise Messtechnik. Sie agieren nicht nur als Kameraträger, sondern auch als hochpräziser Messarm. Egal ob der Roboter eine Kamera hält, einen Messtaster führt oder einen Ultraschallkopf über eine komplexe Oberfläche bewegt: Er garantiert, dass Position, Winkel und Anpressdruck bei jeder Messung exakt identisch sind.
Kontaktieren Sie unsDie Vorteile
Multimodale Prüfung: Ein Cobot ist nicht auf eine Technologie beschränkt. Er kann optisch prüfen (Vision), Tasten drücken (Haptik-Test) oder Oberflächen mit Sensoren abfahren (NDT). Das macht ihn zum universellen Prüfstand.
Reproduzierbarkeit bei Kontakt: Bei taktilen Messungen oder zerstörungsfreien Prüfungen (z.B. Wirbelstrom) ist die konstante Führung des Sensors entscheidend. Der Roboter eliminiert das „Zittern“ der menschlichen Hand und sorgt für verlässliche Messdaten.
Objektivität und Dokumentation: Ein automatisiertes System prüft strikt nach Grenzwerten. Es liefert konstante Ergebnisse unabhängig von der Tageszeit und ermöglicht eine lückenlose Protokollierung aller Messwerte zur Rückverfolgbarkeit.
Herausforderungen
Die Automatisierung von Prüfprozessen stellt hohe Anforderungen an die Präzision und Integration. Wir adressieren diese mit bewährten Methoden:
Komplexe 3D-Konturen
Ein Sensor (z.B. für Ultraschall) muss oft exakt senkrecht zur Oberfläche entlang einer geschwungenen Bahn geführt werden. Die Lösung: Wir nutzen die sechs Freiheitsgrade des Cobots. Über CAD-Daten oder einfaches Teachen folgt der Roboterarm der Freiformfläche des Bauteils und hält den Sensor dabei stets im korrekten Winkel zur Oberfläche.
Optische Störfaktoren
Wechselndes Umgebungslicht oder reflektierende Oberflächen können optische Messergebnisse verfälschen. Die Lösung: Durch den Einsatz spezialisierter Beleuchtungstechnik, telezentrischer Objektive und KI-gestützter Kameras schaffen wir konstante Bedingungen und erkennen Merkmale auch auf schwierigen Materialien zuverlässig.
Datenintegration
Die Prüfergebnisse müssen im Produktionsprozess weiterverarbeitet werden. Die Lösung: Unsere Systeme kommunizieren über gängige Feldbus-Protokolle mit Ihrer SPS (IO/NIO-Signale) und übertragen Messdaten und Bilder direkt in Ihr QS-System zur Archivierung.
Erleben Sie die Cobots von UR in Aktion
Cobot Demo buchenGeeignete Technologien
Die Zuverlässigkeit einer automatisierten Prüfung hängt massgeblich vom perfekten Zusammenspiel zwischen der Bewegungsmechanik des Roboters und der eingesetzten Sensortechnik ab. Ein Roboterarm liefert die notwendige Wiederholgenauigkeit, doch erst der passende Sensor macht ihn zum vollwertigen und objektiven Prüfmittel.
Die Anforderungen variieren dabei stark: Während optische Prüfungen eine exakte Abstimmung von Beleuchtung, Optik und Kamera erfordern, verlangen taktile oder zerstörungsfreie Verfahren (NDT) oft einen konstanten Anpressdruck und eine präzise Bahnführung entlang komplexer Oberflächen. Wir konfigurieren daher kein starres Standardprodukt, sondern ein technologisches Gesamtsystem, das die Flexibilität der Cobots mit der jeweils optimalen Mess- und Prüftechnologie kombiniert.
Cobot
Die Cobots von Universal Robots gewährleisten die notwendige Positioniergenauigkeit. Dank ihrer integrierten Kraft-Momenten-Sensoren kann sie bei Kontakt-Messungen den Anpressdruck konstant halten oder Bauteile sanft in eine Messvorrichtung einlegen.
Zu den Cobots
Machine Vision Komponenten
Wir setzen auf ein breites Spektrum an Technologien, um jede optische Herausforderung zu lösen:
- Klassische 2D-Kameras: Hochauflösende Flächenkameras (z.B. Basler) für präzise Vermessungen oder Smart-Cameras (z.B. Cognex) für schnelles Code-Reading.
- KI-gestützte & 3D-Vision: Für komplexe Aufgaben nutzen wir moderne Vision-Systeme, die mittels Künstlicher Intelligenz arbeiten. Diese Systeme sind extrem robust gegenüber wechselndem Umgebungslicht und erkennen zuverlässig auch transparente, schwarze oder stark spiegelnde Bauteile, an denen herkömmliche Sensoren scheitern.
- Beleuchtung & Optik: Die Auswahl der korrekten Beleuchtung (z.B. Dom-, Ring- oder Bar-Lights) und telezentrischer Objektive ist entscheidend für den Bildkontrast.
Physikalische & Taktile Prüfung
Da jede Prüfaufgabe (z.B. Ultraschall, Wirbelstrom, Taster) hochspezialisierte Sensoren erfordert, binden wir das passende Messgerät je nach Anforderung an den Roboter an. Der Cobot dient dabei als universelle Plattform, die Sensoren von Drittanbietern präzise führt und die Messdaten an Ihre IT übergibt.
Greiftechnik
Bei „Part-to-Sensor“-Anwendungen ist die Fixierung entscheidend. Wir setzen präzise Greifer ein, die das Bauteil sicher halten, ohne die zu prüfenden Bereiche zu verdecken (z.B. durch Innen-Greifen oder Vakuumtechnik).
Zu den GreifernLösungsfindung
1. Analyse der Prüfaufgabe Was ist das Kriterium? Geht es um optische Mängel (Kratzer, Label), Masshaltigkeit (Geometrie) oder innere Fehler (Lunker, Risse)?
2. Technologie-Auswahl
- Optisch: Wir testen Kameras und Licht in unserem Vision-Labor.
- Physikalisch: Wir prüfen, welcher Sensor (Taster, NDT-Sonde) nötig ist und wie wir diesen mechanisch und elektronisch an den Roboter anbinden.
3. Machbarkeitsstudie Wir simulieren den Prozess: Erreicht der Roboter alle Messpunkte am Bauteil? Ist die Taktzeit einhaltbar? Wie müssen die Daten (Pass/Fail) übermittelt werden?
4. Integration Wir verknüpfen den Roboter mit dem Messgerät. Der Roboter triggert die Messung, sobald die Position erreicht ist, und erhält das Ergebnis zur Dokumentation zurück.
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