Mehrere Millionen Kunststoffteile pro Jahr werden in den Produktionshallen eines bekannten in Deutschland ansässigen Herstellers von elektrischen Kleingeräten geprüft, was die Qualität der Elektrorasierer und Epilierer wie auch den Erfolg der Marke sichert. Denn durch die Produktgestaltung hat sich die Firma einen Namen gemacht und einen bedeutenden Platz in der Geschichte des Industriedesigns eingenommen. In der Gestaltung und Formfindung von Konsumgütern hatte man international eine Pionierfunktion inne. Jetzt gehört die Marke zum Portfolio eines namhaften US-amerikanischen Großkonzerns für Konsumgüter. 

Die heute marktführenden Elektrorasierer sind komplexe Produkte, die je nach Typ aus 200 bis 300 teilweise sehr filigranen Einzelteilen bestehen. Um die Qualität zu sichern, muss jedes dieser Teile nahezu perfekt sein, doch ist eine hundertprozentige Sicherheit schwer umsetzbar. Mit Prüf- und Sortierautomaten von Vester kann die Firma eine sehr hohe Qualität und Funktionalität der Bauteile im Endprodukt sicherstellen. Zahlen belegen, dass es durch die umfassende Qualitätsüberwachung im und nach dem Produktionsprozess gelang, die interne Reklamationsrate signifikant abzusenken. Die umfassende Qualitätsüberwachung hatte einen ebenso positiven Einfluss auf die Garantiefälle, deren Quote nun ebenfalls beachtlich tiefer liegt.

Präzision bei hohen Durchsatzraten

Nur drei Prüfautomaten von Vester prüfen und sortieren mehrere Millionen Kunststoffteile. Die Parametrierung über Touchscreen oder Tastatur (Mitte) sowie automatische Sortierung beziehungsweise ­Chargierung (links) sind integriert.

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Aktuell sind im Kunststoffbereich drei Prüf- und Sortierautomaten von Vester im Einsatz; für einen vierten wird gerade eine Machbarkeitsanalyse durchgeführt. Acht weitere Anlagen stehen in der Automatendreherei und prüfen dort unter anderem zugelieferte Metallteile wie die Stifte, die im Kopf des Rasierers und in den elektrischen Zahnbürsten verbaut sind und für die Performance und Leistung sorgen.

Die Anforderungen an Prüfleistung und Geschwindigkeit sind besonders bei der Herstellung von Kunststoffteilen sehr hoch. Um gleichzeitig die erforderliche Präzision und den hohen Durchsatz zu leisten, ist eine lagerichtige Zuführung und Ausrichtung der Einzelteile essenziell. So gilt es Parallaxefehler auszuschließen. Parallaxefehler sind Messfehler, die entstehen, weil der Blickwinkel der Kamera nicht genau auf der optischen Achse liegt.

Universell einsetzbare Anlagen

Sämtliche Prüf- und Sortierautomaten von Vester sind modular aufgebaut und können je nach Anforderung mit unterschiedlichen Kameras, Zuführungen und Handlingsystemen ausgestattet werden.

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Aktuell werden im Werk mit zwei Anlagen des Typs VVC 120 (Prüfprinzip der schiefen Ebene) und einer vom Typ VVC 811 (kontinuierlich drehender Glasteller) mehrere Millionen Kunststoffteile geprüft und automatisch sortiert: Sind die Bauteile deformiert? Gibt es Gratbildung? Werden die vorgegebenen Maße und Toleranzen erreicht? Getestet werden besonders kritische Bauteile, die zentral für Funktion und Performance sind.

Für den Elektrogerätehersteller sind Flexibilität und Leistungsfähigkeit der Vester-Anlagen entscheidend. Mit einem entsprechenden Setup lassen sich nicht nur mehrere Merkmale an einem Bauteil prüfen; es können auch ohne größeren Aufwand verschiedene Komponenten auf einer Anlage getestet werden. Vester steht bei Applikationsänderungen zur Seite und bietet die Möglichkeit zur Neukonfiguration der Kamera- und Zuführsysteme vor Ort oder – bei größeren Umbauten oder Retrofits – bei Vester selbst. 

Um die hohen Anforderungen des Mutterkonzerns zu erfüllen, ist eine enge Zusammenarbeit mit Vester nötig. Denn Standard-Prüfautomaten müssen zwingend für jede Applikation angepasst werden. Unter Berücksichtigung der komplexen Geometrie, anspruchsvollen Prüfanforderungen und hohen Stückzahlen hat man mit Vester eine wirtschaftliche wie auch eine dem Kundenerlebnis zuträgliche Lösung gefunden.

Prüf-Ergebnisse erlauben Prozess­optimierung

Der Produzent von Rasier- und Epiliergeräten hat bereits seit vielen Jahren gute Erfahrungen mit Prüfautomaten im Bereich Metallteile gemacht. Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil, den Vester-Systeme bieten: die Inhouse-Prüfung. Das beim Kunden gewonnene Know-how über bestimmte sich wiederholende Abweichungen erlaubt Rückschlüsse auf den Spritzgießprozess und ermöglicht Maßnahmen zur Prozessoptimierung. Mit den installierten Anlagen von Vester lässt sich zum Beispiel leicht prüfen, aus welcher Kavität ein fehlerhaftes Teil stammt. Dazu wird die entsprechende Kennzeichnung ausgelesen und man kann konkret nachforschen, wo es im Prozess hakt, und gezielt Verbesserungen ansetzen.

Im Zuge der weiteren Optimierung und Automatisierung kommt der leistungsfähigen Prozessüberwachung eine Schlüsselrolle zu. Nur so kann der Hersteller für seine Produkte auch zukünftig eine Lebensdauer von bis zu sieben Jahren voraussagen.

Autor:
Samuel Ganzhorn ist Application Engineer bei Vester – A Kistler Group Company in Straubenhardt.

Die Prüfautomaten

Im August 2017 wurde die Firma Vester Elektronik von der Kistler-Gruppe übernommen, die das Portfolio weiterentwickelt. Seit Beginn des Jahres 2019 firmieren alle früheren Produkte von Vester unter Kistler. 

Die Automaten der ‚Reihe KVC 121‘ (aktuelle Generation des Vorgängermodells ‚VVC 120‘ seit Übernahme von Vester) testen Prüflinge auf einer Prüfschiene in der Bewegung mit Hilfe von Kamera-Messtechnik und sortieren sie anschließend in Gut- und Schlechtteile. Die universellen Prüf- und Sortierautomaten können mit bis zu vier digitalen Kameras unterschiedlicher Auflösungen ausgestattet und je nach Aufgabenstellung um weiteres Zubehör erweitert werden. So lässt sich beispielsweise eine Härteprüfung integrieren.

Der Prüfautomat ‚KVC 821‘ (aktuelle Generation des ‚VVC 811‘) prüft Serienteile auf einem permanent drehenden Glasteller. Je nach Prüf-Ergebnis werden die Prüfteile an der entsprechenden Sortierstation in Gut- und Schlechtteile sortiert. Die Lösung lässt sich mit maximal acht Kamerastationen bestücken. Die integrierte Auflicht-Dombeleuchtung ‚Trevista‘ basiert auf der ‚Shape from Shading‘-Technologie und prüft die Oberfläche von Bauteilen auf kleinste Defekte. Außerdem bewährt sich der Prüfautomat durch einen Industrie-PC, die hauseigene Bildverarbeitungssoftware ‚KiVision‘ sowie entsprechendes HMI. Das Zuführsystem ist je nach Größe und Gewicht der Prüflinge integriert oder beigestellt. Weitere Funktionen wie etwa eine Härteprüfung oder 3D-Messtechnik lassen sich zusätzlich ergänzen.

Die in beiden Prüfstationen integrierte Bildverarbeitungssoftware ‚KiVision‘ sorgt für eine schnelle und einfache Einrichtung der Prüfaufgaben. Abgesehen von allen gängigen Verfahren der bildverarbeitenden Prüftechnik bietet die Software eine Vielzahl an Tools und vorgefertigten Makros. Damit lassen sich anspruchsvolle Messaufgaben bewältigen und messende sowie attributive ­Bewertungen vornehmen. Die Software geht jedoch über reine Prüfaufgaben hinaus: Sie ermöglicht die konsequente Erfassung der Daten, die angesichts steigender Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit von Produkten immer wichtiger wird. Durch ein zusätzliches Exportmodul lassen sich Messwerte an externe CAQ-Systeme übertragen. Durch die Integration in das eigene Firmennetzwerk können Prüfprogramme bequem zentral verwaltet werden.