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Um die Komplexität für den Bediener völlig zu verbergen, reagiert die Projektionstechnik auch auf die Bewegungen des Bauteils und passt das Projektionsbild in Echtzeit der aktuellen Teilelage an © PROFACTOR
Um die Komplexität für den Bediener völlig zu verbergen, reagiert die Projektionstechnik auch auf die Bewegungen des Bauteils und passt das Projektionsbild in Echtzeit der aktuellen Teilelage an © PROFACTOR

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Industrial Augmented Reality unterstützt Fachkräfte

24.09.2019

Die Anforderungen an die Qualitätssicherung in der Automobilindustrie sind enorm. PROFACTOR unterstützt Hersteller seit langem mit automatischen Inspektionssystemen. Dennoch ist bei vielen Bauteilen eine manuelle und oftmals mühsame Endprüfung per Augenschein nötig. Die Neuentwicklung Q-HUD (Quality Head Up Display) von PROFACTOR bedeutet einen Quantensprung in der Qualitätssicherung. Den Arbeitskräften in der Qualitätskontrolle wird per Projektion exakt angezeigt, wohin Sie in der Prüfung ihr Augenmerk richten müssen. Die Fachkräfte können sich damit auf die wesentliche Arbeit konzentrieren.

Die Kontrolle der Oberflächen von Metallbauteilen erfolgt längst automatisch mittels Bildverarbeitung. PROFACTOR hat dabei jahrelange Erfahrung in der Entwicklung von Algorithmen, die aus Kamerabildern kleinste Unregelmäßigkeiten auf metallischen Oberflächen detektieren. In der Endkontrolle müssen derartige Hinweise von geschulten Arbeitskräften inspiziert werden. Diese Person entscheidet im Takt der Produktion darüber, ob es sich lediglich um eine unmaßgebliche Verunreinigung oder Verfärbung handelt oder ob tatsächlich eine mechanische Beschädigung oder ähnliches vorliegt. "Das Problem in der Praxis ist die Orientierung am Bauteil", sagt Harald Bauer. Er leitet bei PROFACTOR die Gruppe Visual Computing und hat das System mit seinem Team federführend entwickelt.

Mühsame Suche entfällt

Der Arbeitskraft wurde bislang via Monitor die Position eines möglichen Fehlers am digitalen Modell des Bauteils -zum Beispiel eines Zylinderkopfes - angezeigt. Bauer: "Der Prüfer musste auf Basis der Information auf einem Bildschirm die beanstandete Stelle am realen Bauteil vor ihm am Band finden. Bauer: "Diese 'Rechenarbeit' im Kopf nehmen wir ihm ab. Sie hat auch mit der anspruchsvollen Entscheidung darüber, ob der Bauteil in Ordnung ist oder nicht, auch nichts zu tun. Darauf kann sich der Prüfer jetzt konzentrieren. Q-HUD bedeutet eine Aufwertung des Arbeitsplatzes."

Unspektakuläre Hardware - hochkomplexer Algorithmus

Die Hardware des Systems ist unspektakulär. Ein einfacher Beamer projiziert ein Lichtsignal exakt an die Stelle des Bauteils, die zuvor vom Inspektionssystem als möglicher Fehler identifiziert wurde. Der Prüfer kann zur genauen Inspektion den "eingespannten" Bauteil entlang einer Achse bewegen. Die Projektion des Lichtstrahls muss darauf selbstverständlich in Echtzeit reagieren. Spiegel helfen dabei, das Signal des Beamers in jedem Fall exakt auf die beanstandete Stelle zu lenken. Auch Hinweise auf mögliche Fehler an verdeckten Positionen - zum Beispiel in Bohrlöchern - werden mittels Pfeilen angezeigt.

Die Herausforderung, die für diese Entwicklung bewältigt werden musste, war die Kalibrierung der Kamera aus der Qualitätskontrolle mit dem Beamer. Bauer: "Die Pixel der Aufnahme aus der Inspektionskamera müssen exakt mit der Projektion des Lichtstrahls übereinstimmen." Um die Komplexität für den Bediener völlig zu verbergen, reagiert die Projektionstechnik auch auf die Bewegungen des Bauteils und passt das Projektionsbild in Echtzeit der aktuellen Teilelage an.

Mitarbeiter waren eingebunden

Beim Industriepartner BMW Group Werk Steyr wurde schon während der Entwicklung darauf Wert gelegt, die Arbeitskräfte einzubinden. Bauer: "Der Erfolg solcher Entwicklungen hängt wesentlich davon ab, ob sie vom Menschen akzeptiert werden. Dabei geht es oft um Kleinigkeiten." Das Feedback der Arbeitskräfte hat unter anderem dazu geführt, dass für die Tag- und Nachtschichten unterschiedliches Licht zum Einsatz kommt, die Farbe des Lichtstrahls kann von den Anwendern zudem individuell ausgewählt werden."

Patentierung des Systems - Unternehmen sollen System selbst konfigurieren können

PROFACTOR hat - unabhängig vom Projekt bei BMW Group Werk Steyr - diese Kalibrierung zur Patentierung eingereicht. Das System soll künftigen Anwendern eine einfache und rasche Implementierung in die jeweilige Linie möglich machen. Die Kalibrierung des Projektors über eine Schnittstelle zum Inspektionssystem soll zukünftig direkt vom Betreiber durchgeführt werden können. Für Anwender ohne Schnittstelle zu einem automatischen Inspektionssystem wird ein "intelligenter Interaktionsstift" entwickelt. Entlang der Linie können damit an einem Bauteil virtuelle Markierungen angebracht werden. In der Endkontrolle wird ein Signal auf diese Markierungen projiziert.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=uQvlqBA85QM

Rückfragehinweis: 
DI (FH) Harald Bauer
Head of Visual Computing
Tel.: +43 (0)7252 885-302
harald.bauer@profactor.at
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