Qualitätsschneiden der Feintechnik GmbH Eisfeld sorgen für eine genauso sanfte wie gründliche Rasur. Die Feintechnik GmbH Eisfeld arbeitete mit der SmartVision GmbH zusammen, um ein Prüfsystem zu entwickeln, das genau das erfüllen sollte: Sicherung der Qualität bei höchster Präzision. Eine neue Produktionsstätte für Dreifachklingen-Rasierköpfe wurde mit zehn In-Sight®-Bildverarbeitungssystemen ausgestattet, um jeden potenziellen Fehler zu erkennen – eine beeindruckende Leistung bei 1,3 bis 1,5 Millionen Einzelteilen pro Tag.
Unter dem prüfenden Auge der In-Sight Kameras werden 13 einzelne Teile zu einer Klingeneinheit kombiniert. Zwei Kunststoffgehäusehälften umschließen drei Klingen, zwischen denen acht „Abstandhalter“ für Stabilität sorgen und die Genauigkeit der Klingenposition gewährleisten. Der korrekte Abstand zwischen den Klingen gewährleistet eine optimale Spülung des Geräts und garantiert eine saubere und gründliche Rasur.
Doch wie in den meisten mechanischen Produktionsanlagen können Fehler schon auftreten, bevor die Einzelteile zu einer Einheit zusammengefügt werden. In Schneid- und Stanzprozessen unterliegen die Werkzeuge Abnutzungen, Kunststoffteile können sich in beim Kaltnieten auf unerwünschte Weise verformen und die schwankenden Umgebungstemperaturen bringen im Extremfall Produktionsanlagen an ihre Toleranzgrenzen. Umso wichtiger war es für die Feintechnik GmbH Eisfeld, mögliche fehlerhafte Produktteile schon während des Fertigungsprozesses zu identifizieren. Im Bereich der Handelsmarken hat das Unternehmen eine doppelte Verpflichtung: Es ist sowohl für die Zufriedenheit seiner direkten Kunden als auch für die Zufriedenheit der Kunden seiner Kunden verantwortlich.
Mit Abstand das Beste
Vier Prüfstationen untersuchen die empfindlichen Teile, aus denen die Rasierklingen bestehen. Drei Stationen sind jeweils mit zwei In-Sight Kameras ausgestattet, eine Station verfügt über vier In-Sight Kameras. Die SmartVision GmbH (aus Amberg), Spezialist für schlüsselfertige Bildverarbeitungssysteme in der Elektronikfertigung sowie in der Automobil- und Kunststoffindustrie, ist für die Bildverarbeitung verantwortlich. Die SmartVision GmbH hat sich für die Bildverarbeitung für unabhängige und intelligente In-Sight Kameras von Cognex entschieden, die für ihre Robustheit und Zuverlässigkeit bekannt sind.
Die Klingeneinheit wird in umgekehrter Reihenfolge von oben nach unten auf einem Werkstückträger hergestellt, der vier Einheiten paarweise trägt. Die Produktion beginnt mit der „Top Cap“ (der oberen Kunststoffabdeckung), die verkehrt herum in den Produktionsprozess eingeführt wird. Die obere Kappe ist so konstruiert, dass alle nachfolgenden Komponenten in vier Kunststoffnietenbolzen sowie zusätzlichen Registrierungsvorrichtungen verankert sind.
In einem ersten Schritt wird die 0,1 mm dicke obere Kappe von einer Pick-and-Place-Lösung in die obere Kappe eingesetzt. Anschließend werden vier aus einer Spule ausgestanzte Abstandshalter auf die Klinge aufgesetzt. Nachdem der erste Produktionsschritt abgeschlossen ist, wird jeder der vier Abstandshalter von einer separaten In-Sight Kamera überprüft, um sicherzustellen, dass alle korrekt und in der richtigen Position angebracht wurden.
Eine besondere Herausforderung für die Bildgebungsspezialisten der SmartVision GmbH waren die Oberflächenreflexionen und der geringe Kontrast der silbernen Klingen und Abstandshalter. Eine rote LED-Beleuchtung sorgt für einen guten Kontrast, wodurch das Aluminium der Abstandshalter viel heller erscheint als der Stahl der Klinge. Die intelligenten und flexiblen In-Sight Kameras können trotz möglicher Reflexionen klare Ergebnisse und hochwertige Bilder liefern. Zusätzlich werden mit der PatMax®-Technologie Muster erfasst, auch wenn sich das Reflexionsverhalten der zu prüfenden Artikel ändert. Die In-Sight Bildverarbeitungssystem-Software speichert das Inspektionsprogramm als tabellarische Berechnung, was die Zusammenstellung vereinfacht und eine einfache Anpassung bei geänderten Produktionsbedingungen ermöglicht.
An der zweiten Produktionsstation setzt die nächste Pick-and-Place-Lösung die zentrale Klinge auf die erste Reihe von Abstandshaltern. Eine weitere Reihe von vier Abstandshaltern wird auf die zentrale Klinge gelegt. Wie an der ersten Inspektionsstelle überprüfen zwei In-Sight Kameras das Vorhandensein und die Position der Komponenten.
Im letzten Produktionsschritt wird die untere Klinge hinzugefügt und durch die Platzierung der „Schutzleiste“ (die untere Kunststoffabdeckung) vervollständigt. Die Einheit wird durch einen Kaltnietprozess zusammengefügt. In dieser Phase wird die Produktion der Flügeleinheit abgeschlossen. An zwei weiteren Prüfstationen werden jedoch sechs weitere In-Sight Kameras eingesetzt, um mögliche Defekte zu identifizieren. Zwei Kameras überprüfen zunächst die Kaltnieten, welche die Stabilität der gesamten Klingeneinheit gewährleisten. In Ausnahmefällen kann es zu unkontrollierten Rissbildungen kommen. Um Risse zu erkennen, überprüft das System die Form und Rundheit der Niete. Zur Erzielung eines guten Kontrasts für diese Prüfung werden Standard-LED-Ringleuchten mit weißem Licht verwendet.
Gotische Bogenformen werden genau reflektiert
An der vierten Kontrollstation führen vier In-Sight Kameras die abschließende Qualitätsprüfung durch. Die Kameras erkennen die drei Klingen als helle Linien und können Mängel als dunkle Unterbrechungen identifizieren. Jede Klinge ist nur 0,3 mm breit und auf die „Gotische Bogenform“ geschliffen, um optimale Schneidergebnisse zu erzielen. Das bedeutet, dass das einfallende Licht nur innerhalb eines sehr kleinen Winkels reflektiert wird. Das Verschieben der Kamera um nur wenige Zentimeter reicht aus, um die Klinge vollständig unsichtbar zu machen, egal wie empfindlich das Bildverarbeitungssystem ist. Deshalb prüft jede Kamera nur eine Klinge. Die vier Kameras sind so ausgerichtet, dass die Klingen hell reflektieren. Der entscheidende Faktor ist hier weniger Beleuchtung und mehr Fokus auf die Position der Kamera in Bezug auf die Klinge. Abschließend wird die gesamte Einheit auf das Vorhandensein und die Vollständigkeit der Schaumkante und des Schmierstreifens überprüft.
Um unerwünschte Reflexionen zu vermeiden und einen optimalen Kontrast zu erzielen, verwendeten die Experten der SmartVision GmbH eine besonders hochwertige Beleuchtung mit halbtransparenten Spiegeln. Dadurch fällt weißes Licht einer homogenen Lichtquelle hinter einer milchigen Kunststoffscheibe auf einen halbtransparenten Spiegel, der in einem Winkel von 45 Grad angebracht ist. Dadurch wird das Licht auf die Unterseite der Messereinheit reflektiert und über den halbtransparenten Spiegel zurück zur entsprechenden In-Sight Kamera geleitet. Obwohl nur ein Viertel der ursprünglichen Lichtmenge auf die Kamera hinter der Spiegelanordnung fällt, reicht dies für das hochempfindliche In-Sight System aus, um die Klingen genau und zuverlässig zu prüfen.
Der für die Linie verantwortliche Mitarbeiter kann jederzeit die Bilder der geprüften Teile auf einem Flachbildschirm abrufen. Bilder von Fehlern werden gespeichert und können zur Bewertung des aktuellen Produktionsprozesses verwendet werden.
Die Teile werden erst dann zur weiteren Verarbeitung freigegeben, wenn alle Teile der Klingeneinheit die Prüfung bestanden haben. Die Produktionslinie sortiert defekte Produkte aus, da Sicherheit bei einer sanften Rasur mit scharfen Klingen oberste Priorität hat.