Intelligente Systeme für fehlerfreie Produkte
Probleme bei der Herstellung von Bauteilen kleiner Größe in hohen Stückzahlen unter Anwendung von Fertigungsverfahren mit hoher Geschwindigkeit sind besonders schwierig zu detektieren. Dies führt oftmals dazu, dass fehlerhafte Teile produziert werden, bis im Rahmen einer statistischen Kontrolle die "Fehlfunktion" entdeckt und die Maschine angehalten wird. Das PRO2CONTROL-Projekt ("On-line Control of Drawing and Blanking Processes and of Quality of the Product by Fusion of Sensors and Artificial Vision Techniques") hatte zum Ziel, ein komplettes Steuerungssystem zu entwickeln, welches bei Umformverfahren von Bauteilen kleiner Größen die Fehlerlosigkeit garantiert. Dieses EU-finanzierte Projekt zielte darauf ab, eine komplette Diagnose und Kontrolle über die Produktionsqualität sowie über den Zustand der hergestellten Produkte zu erhalten. Zwei komplementäre Methoden fanden Betrachtung, um die Projektziele zu erreichen. Das erste war das System der Schallemissionen (AE) sowie Methoden zur Lastmessung, das zweite war das System des künstlichen Sehens (AV). Letzteres System umfasst eine Reihe von Kameras und ein flexibles Bildverarbeitungssystem für die Detektion von Defekten in Echtzeit. Die Projektpartner arbeiteten an einer Steigerung der Effizienz der Produktionseinrichtungen durch die Detektion von Instabilitäten beim Stanzen und Tiefziehen unter Einsatz von Kraft- und AE-Sensoren. In zwei Industrieunternehmen wurden mit positivem Ergebnis zwei Überwachungssysteme installiert. Die Teammitglieder konzentrierten sich dann auf die Online-Detektion von defekten Teilen in den zwei Formvorrichtungen. Die AV-Methoden fanden Anwendung zur Verringerung der internen Produktion von defekten Bauteilen und zur Verhinderung der Weiterleitung von defekten Bauteilen an Konsumenten. Ein AV-System mit zwei intelligenten Kameras wurde in einem der beiden Unternehmen (das sich auf Stanzverfahren konzentriert) entwickelt und integriert. Dem System gelang die Qualitätsprüfung mit einer Geschwindigkeit von mehr als 100 Bauteilen pro Minute, es war somit möglich, 100 % der hergestellten Bauteile zu überprüfen. Das PRO2CONTROL-Projekt entwickelte im Rahmen einer grafischen Benutzerschnittstelle ein Expertensystem, welches dem Unternehmen über Maschinenführer, die die Systemdiagnose durchführen, Rückmeldung gibt. Die Integration aller entwickelten Systeme konnte in dem betroffenen Betrieb erfolgreich abgeschlossen werden. Die abschließende Validierung fand während der Fertigung spezieller Bauteile statt. Ein intelligentes Steuerungssystem basierend auf Techniken der künstlichen Intelligenz wurde entwickelt und mit einem sensorbasierten Überwachungssystem sowie einem AV-System verknüpft. Durch die Nachbildung von menschlichen Maschinenführern kann das intelligente Kontrollsystem schneller und mit einer höheren Präzision und Verlässlichkeit reagieren. Die Implementierung des Systems während des Stanzens führte dank einer 100%igen Systembewertung der hergestellten Bauteile zu einer 20%igen Reduzierung der defekten Bauteile und zu einer Reduzierung des Prozentsatzes von fehlerhaften Bauteilen, die an die Kunden abgegeben wurden. Durch die Implementierung des Expertensystems gelang auch eine Verringerung der Reaktionszeit bei der Problemlösung, wenn die Maschinen angehalten werden müssen, dies führt ebenfalls zu einer Verringerung der Kosten.
