Vorwort
Mit Hilfe dieses praktischen Studiensemesters soll es gelingen erste Eindrücke zu gewinnen, wie Ingenieure ihr Fachwissen in vorgegebenen Praxissituationen einsetzen, um in Unternehmen vielseitige Aufgaben zu lösen. Das praktische Studiensemesters dient auch dem Ziel, dem Studenten betriebliche Zusammenhänge zu vermitteln, wie Arbeitsabläufe, Materialfluss, Maschineneinsatz und Anleitung im Arbeitsprozess, sowie dem Kennenlernen von Aufgaben in der Projektierung. In diesem Praktikum besteht die Möglichkeit erste Einblicke in die Fertigungsvorbereitung, Fertigungsausführung und Fertigungsbetreuung zu nehmen. Robert Bosch Elektrowerkzeuge GmbH in Sebnitz (Abb. 1) wurde am 01. Oktober 1990 gegründet. Heute liefert der sächsische Standort an einem Arbeitstag etwa 10000 Geräte für Handwerker und Heimwerker an Händler in aller Welt. Montiert werden unter anderem leichte Bohrhämmer, Winkelschleifer, Kreissägen und Leisehäcksler. Mitte 1997 lief das zehnmillionste Bosch-Elektrowerkzeug „Made in Sebnitz“ vom Band. Beschäftigt werden derzeit rund 400 Mitarbeiter, davon sind mehr als ein Drittel Frauen. Jährlich beginnen 10 junge Leute in der eigenen Lehrwerkstatt ihre Ausbildung zum Industriemechaniker, Fachrichtung Geräte- und Feinwerktechnik.
Inhaltsverzeichnis
1 Vorwort
2 Einleitung
3 Kontrolle des Prüfzeichens „2“
3.1 Bisherige Prüfung / 4 – Augen – Prinzip
3.2 Risiken der Prüfmethode
3.3 Praktische Notwendigkeit der Einführung eines neuen Prüfsystems
3.4 Kontrolle mittels digitaler Bildverarbeitung
3.5 Lohnrationalisierung bei der Prüfung mittels digitaler Bildverarbeitung
3.6 Zusammenfassende Darstellung der zwei Prüfmethoden
4 Digitale Bildverarbeitung und Bildverarbeitungssysteme
4.1 Möglichkeiten und Grenzen
4.2 Typen von Sichtprüfanlagen
4.2.1 Einteilung nach dem Prüfziel
4.3 Aufbau von Bildverarbeitungssystemen
4.3.1 Hardwareaufbau
4.3.1.1 Sensoren
4.3.1.2 Rechner
4.3.1.3 Kommunikationseinheit
4.3.2 Signalfluss in der Prozessumgebung
4.3.3 Signalfluss innerhalb des Bildverarbeitungssystems
5 Bildverarbeitungssystem NeuroCheck
5.1 Was ist NeuroCheck?
5.2 Vorgehensmodell zur Realisierung der Prüfaufgabe mit Neurocheck
5.3 Versuche mit NeuroCheck
5.3.1 Kontrolle des Prüfzeichens mit geometrischen Vergleichsgrößen
5.3.1.1 Aufbau des Prüfprogramms
5.3.1.2 Aufgetretene Probleme
5.3.2 Kontrolle des Prüfzeichens mittels Template Matching
5.3.2.1 Aufbau des Prüfprogramms
5.3.2.2 Aufgetretene Probleme
5.3.2.3 Querschnitt Template Matching
6 Einbindung der Prüfung in die Fertigung
6.1 Aufbau der Sichtprüfanlage
6.1.1 Sensoren
6.1.2 Rechner
6.1.3 Kommunikationseinheit
6.1.4 Sonderzubehör
6.2 Schematischer Signalfluss in der Prozessumgebung
6.3 Probleme und Lösungen der Signalübertragung
7 Zusammenfassung und Ableitung weiterer Aufgaben
8 Anlagen
Zielsetzung und Themen der Arbeit
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Erhöhung der Prozesssicherheit bei der Kontrolle eines sicherheitsrelevanten Prüfzeichens an Elektrowerkzeugen durch den Einsatz eines digitalen Bildverarbeitungssystems. Dabei soll ein zuverlässiger automatischer Prozess etabliert werden, der manuelle Kontrollschritte ersetzt und somit Fehlerquellen minimiert.
- Automatisierung der Sichtprüfung durch digitale Bildverarbeitung.
- Vergleich und Evaluation verschiedener Prüfmethoden (geometrische Größen vs. Template Matching).
- Technische Integration der Bildverarbeitungshardware in eine bestehende Fertigungsanlage.
- Lösung der Herausforderungen bei der Signalübertragung zwischen Fertigungssystem und Bildverarbeitung.
- Optimierung der Arbeitsprozesse zur Steigerung der Qualitätssicherung.
Auszug aus dem Buch
4.1 Möglichkeiten und Grenzen
Digitale Bildverarbeitung ist in den letzten Jahren angesichts steigender Anforderungen an Produktqualität und Dokumentation zu einer Schlüsseltechnologie geworden. Dennoch ist ihr Einsatz in der Industrie noch keineswegs selbstverständlich, vor allem auch, weil es an Verständnis für diese moderne Technologie mangelt. Gegenüber anderen verwandten Gebieten befindet sich die digitale Bildverarbeitung in einer wenig beneidenswerten Lage, und dies ausgerechnet aufgrund der größeren Anschaulichkeit ihres Gegenstandes.
Bei meinen Versuchen und vor allem dann, wenn das Programm noch nicht funktionierte, wurde ich mit dem Argument konfrontiert „Das sieht man doch!“. Ja, natürlich, ein Mensch sieht das sofort, aber für eine Maschine ist das, was ein Mensch in Jahrmillionen der Evolution gelernt hat, normalerweise ganz und gar nicht trivial. Darin besteht dann auch das Hauptproblem bei der Realisierung automatischer Sichtprüfanlagen: sich klarzumachen, auf welche Weise die Maschine „sieht“, und Bedingungen zu schaffen, unter denen sie optimal arbeiten kann. Man muss sich unbedingt darüber im klaren sein, dass für eine automatische Sichtprüfanlage wie für jede andere Maschine bestimmte Spezifikationen gelten, außerhalb derer man kein einwandfreies Funktionieren erwarten kann. Niemand würde von einer Bohrmaschine mit einem Holzbohrer erwarten, Stahlbeton zu durchschlagen, aber von einem Programm wird erwartet, dass es mit Eingangsdaten zurechtkommt, die mit seinem ursprünglichen Einsatzzweck nicht das Geringste zu tun haben.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Vorwort: Der Autor erläutert das Ziel des praktischen Studiensemesters, welches darin besteht, Einblicke in industrielle Arbeitsabläufe und die Rolle des Ingenieurs in der Praxis zu gewinnen.
2 Einleitung: Hier wird die Problemstellung der Kontrolle eines sicherheitsrelevanten Prüfzeichens an Bohrhammern beschrieben, deren unzuverlässige manuelle Prüfung zu kritischen Fehlern führen kann.
3 Kontrolle des Prüfzeichens „2“: Dieses Kapitel analysiert das bisherige 4-Augen-Prinzip, dessen Risiken und die Notwendigkeit einer automatisierten Lösung mittels digitaler Bildverarbeitung.
4 Digitale Bildverarbeitung und Bildverarbeitungssysteme: Es werden die theoretischen Grundlagen, die Möglichkeiten und die Systemkomponenten von Bildverarbeitungssystemen in industriellen Anwendungen dargestellt.
5 Bildverarbeitungssystem NeuroCheck: Der Autor beschreibt das System NeuroCheck, das Vorgehensmodell zur Programmerstellung sowie die durchgeführten Versuche mittels geometrischer Größen und Template Matching.
6 Einbindung der Prüfung in die Fertigung: Dieses Kapitel behandelt die praktische Hardware-Integration, den Signalfluss sowie die technischen Lösungen für die Kommunikation mit dem bestehenden Fertigungssystem.
7 Zusammenfassung und Ableitung weiterer Aufgaben: Eine resümierende Betrachtung des Nutzens digitaler Bildverarbeitung und ein Ausblick auf weitere potenzielle Anwendungsgebiete in der Fertigung.
8 Anlagen: Dieses Kapitel enthält technische Dokumentationen und Stromlaufpläne zur Umsetzung des Projekts.
Schlüsselwörter
Digitale Bildverarbeitung, Sichtprüfung, Qualitätskontrolle, NeuroCheck, Template Matching, Fertigungsautomatisierung, Prüfzeichen, Sensorik, Bildaufnahme, Signalübertragung, Prozesssicherheit, Automatisierung, Industrielle Bildverarbeitung, Fehlererkennung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit der Automatisierung der Kontrolle eines sicherheitsrelevanten Prüfzeichens bei Elektrowerkzeugen, um die Zuverlässigkeit der Qualitätssicherung durch den Einsatz digitaler Bildverarbeitung zu erhöhen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die digitale Bildverarbeitung (Bildverarbeitungssysteme), die industrielle Fertigung, die Fehleranalyse von Sichtprüfmethoden sowie die technische Systemintegration in bestehende Produktionslinien.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, die Risiken der manuellen Prüfung zu eliminieren und eine konstante, zuverlässige und automatisierte Kontrolle des Prüfzeichens „2“ zu gewährleisten.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Der Autor nutzte eine Kombination aus praktischer Versuchsreihe (geometrische Größen und Template Matching) und systematischer technischer Integration in die Fertigungsanlage sowie die Analyse von Signalflussdiagrammen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst den Vergleich der Prüfmethoden, die detaillierte Konfiguration des Systems „NeuroCheck“ sowie die praktische Umsetzung der Hardware-Einbindung und die Lösung von Problemen bei der Signalübertragung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird primär durch Begriffe wie digitale Bildverarbeitung, Qualitätssicherung, NeuroCheck, Template Matching und Prozesssicherheit charakterisiert.
Warum reicht eine einfache geometrische Prüfung oft nicht aus?
Aufgrund schwankender Umgebungsbedingungen, verschiedener Gehäusefarben und auftretender Oberflächenkratzer ist eine rein geometrische Prüfung oft zu ungenau und anfällig für Fehlinterpretationen.
Warum musste eine Zeitglied-Steuerung bei der Signalübertragung integriert werden?
Da die vorhandene Anlage sehr alt war und keine direkten Signale für "nicht in Ordnung" lieferte, musste per Zeitglied ein "n.i.O."-Signal simuliert werden, um den Produktionsprozess bei fehlender Rückmeldung abzusichern.
- Quote paper
- Matthias Pelzer (Author), 2003, Auslesen eines sicherheitsrelevanten Prüfzeichens mittels digitaler Bildverarbeitung und Einbindung in die Fertigung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/36257
