Partner-Beitrag

Kameras zur optischen Qualitätsprüfung

Ein Beispiel für den Einsatz von 5G an der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Anlage ist die optische Qualitätssicherung, die beim Transport umgesetzt wird.

Wie können hohe Datenraten im industriellen Umfeld geschützt und mit einer möglichst geringen Latenzzeit übertragen werden? Hierfür eignet sich die neue 5G-Mobilfunktechnologie, die bis 2020 an den Start gehen soll. Das Partnerkonsortium der SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Produktionsanlage führte dazu einen Use Case auf der Hannover Messe 2018 vor.

Die SmartFactory-KL demonstrierte bereits auf der Hannover Messe 2018  den Einsatz von 5G und zeigte den Besuchern Vorteile im anschaulichen Use Case: Beim Transport des Werkstücks durch das flexible Transportsystem wird eine optische Qualitätsinspektion durchgeführt. Dank des Einsatzes von 5G können die Daten von der Kamera drahtlos in die Cloud übertragen und dort ausgewertet werden. Je nach Ergebnis wird das Produkt an die passende nächste Bearbeitungsstelle gefahren.

„Da die Mobilität von Menschen und Maschinen in hochflexiblen Produktionsanlagen zunimmt, werden drahtlose Netzwerke immer wichtiger. Hier kann die 5G-Mobilfunktechnologie erstmals sowohl sichere als auch echtzeitfähige Funkverbindungen in geschützten Frequenzbändern anbieten. Deshalb arbeiten wir mit unseren Partnern gemeinsam im Netzwerk an diesem innovativen Thema“, sagte Prof. Dr. Detlef Zühlke, Vorstandvorsitzender der SmartFactory-KL.

5G, die Mobilfunktechnologie der fünften Generation, wird hohe mobile Übertragungsraten ermöglichen; Experten rechnen mit bis zu 20 Gigabit pro Sekunde. Dabei kann die Übertragung – im Gegenzug zur Nutzung von 4G (LTE), Wi-Fi oder Bluetooth – in einem geschützten Band stattfinden, was besonders für Industrieunternehmen relevant ist. Ein weiteres Merkmal von 5G ist eine geringe Latenzzeit von weniger als einer Millisekunde, womit die neue Technologie nahezu in Echtzeit operiert. Mit der Möglichkeit, Funk-Mikrozellen einzurichten, bietet die 5G-Technologie ideale Voraussetzungen für die Anwendung in industriellen Maschinen und Anlagen. Die Marktreife dieser Technologie wird in zwei Jahren erwartet. Bis es soweit ist, kommen beispielhafte Anwendungen zu Demonstrationszwecken zum Einsatz, so auch von der SmartFactory-KL.

Qualitätssicherung und Produktionssteuerung während des Transports

Die SmartFactory-KL hat gemeinsam mit ihren Partnern am flexiblen Transportsystem (FTS) eine optische Qualitätskontrolle eingesetzt. Im Sinne des Retrofittings wurde das FTS mit einer Kamera ausgestattet. Während das Produkt, der Visitenkartenhalter, von einer Fertigungslinie zur nächsten gefahren wird, können nun die Produktqualität geprüft und somit die Totzeit des Logistikprozesses sinnvoll genutzt werden. Das Bild wird über die 5G-Technologie in die Cloud übertragen, wo es mit Hilfe einer Software ausgewertet wird.

Das Ergebnis der Qualitätskontrolle wird an das Transportsystem übermittelt und die Navigation des FTS entsprechend geregelt: Ist alles in Ordnung, gelangt das Produkt an die nächste Fertigungslinie zur automatisierten Verarbeitung. Liegt hingegen ein Fehler vor, kann das Produkt an den Handarbeitsplatz zur manuellen Nachbearbeitung gefahren werden. Im Produktionsalltag kann durch ein solches Vorgehen frühzeitig Ausschuss im Prozess erkannt und der kostenintensive Einsatz von Fertigungsressourcen an Schlechtteilen verhindert werden. Die Produktionseffizienz steigt.

Parallel zur Qualitätsprüfung führt das FTS während des Transports noch einen Umgebungsscan mittels einer installierten 360-Grad-Kamera aus. Auch diese Datenübertragung ist nur bei einer hohen Bandbreite möglich, bei der herkömmliche drahtlose Lösungen wie Wi-Fi oder Bluetooth an ihre Grenzen stoßen. Weitere Formen der Wertschöpfung während des Transportvorgangs bieten sich ebenfalls an. Ob es dabei sich um ein Softwareupdate oder einen 3D-Druck handelt, viele Optionen zur Vermeidung von Totzeit bei Logistikprozessen sind denkbar. Durch die 5G-Technologie sind nun, dank der Nutzung neuer Netzwerkmanagement-Tools, mehrere Applikationen gleichzeitig möglich.

Die Partner des SmartFactory-KL-Industrie 4.0-Demonstrators sind: Belden/Hirschmann, Bosch Rexroth, B&R Automation, EPLAN Software & Service, Festo, HARTING, Huawei, IBM, KIST Europe, LAPP KABEL, METTLER TOLEDO, MiniTec, PHOENIX CONTACT, Pilz, proALPHA, SAP, Siemens, TÜV SÜD, Weidmüller

Über die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
Die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. wurde 2005 als gemeinnütziger Verein gegründet, um erstmals Akteure aus Industrie und Forschung in einem Industrie 4.0-Netzwerk zusammenzubringen und gemeinschaftlich Projekte zur Fabrik der Zukunft durchzuführen. Die im Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern beheimatete SmartFactoryKL ist eine weltweit einzigartige herstellerunabhängige Demonstrations- und Forschungsplattform. Hier werden innovative Informations- und Kommunikationstechnologien und deren Einsatz in einer realitätsnahen industriellen Produktionsumgebung getestet und weiterentwickelt. Die Technologie-Initiative hat, durch die aktive Beteiligung ihrer Mitglieder, bereits erste Produkte und Lösungen sowie gemeinschaftliche Standards im Bereich Industrie 4.0 etabliert. SmartFactoryKL wurde 2016, zusammen mit weiteren Kompetenzträgern aus der Region, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie zum Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Kaiserslautern ernannt.
www.smartfactory.de.